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   1 : C BIDERM    SOURCE    CHAT      10/12/16    21:15:15     6819           
   2 : C           
   3 : C======================================================================= 
   4 : C=        MODELE HYPERELASTIQUE BIDERMAN                               = 
   5 : C=                 EN GRANDES TRANSFORMATIONS                          = 
   6 : C=            CONTRAINTES PLANES   Modele INCOMPRESSIBLE (direction 3) = 
   7 : C=            DEFORMATIONS PLANES  Modele Quasi INCOMPRESSIBLE         = 
   8 : C=            TRIDIMENSIONNEL      Modele Quasi INCOMPRESSIBLE         = 
   9 : C=  Contribution de Laurent Gornet - Ecole Centrale de Nantes (2009)   = 
  10 : C======================================================================= 
  11 : C=                                                                     = 
  12 : C=  Exemple d'utilisation d'un modele UMAT en grandes transformations  = 
  13 : C=                                                                     = 
  14 : C=  Pour plus d'informations, voir la presentation de L. Gornet lors   = 
  15 : C=  du Club Cast3m 2006, disponible sur le site Web de Cast3m.         = 
  16 : C=                                                                     = 
  17 : C= Note : Actuellement en grandes deformations dans PASAPAS, le modele = 
  18 : C=        ne peut contenir que des modèles type UMAT. On ne peut pas   = 
  19 : C=        "melanger" les derivees objectives dans Cast3m.              = 
  20 : C======================================================================= 
  21 :       SUBROUTINE BIDERM (STRESS, STATEV, DDSDDE, STRAN, DSTRAN, 
  22 :      &                   TIME, DTIME, TEMP, DTEMP, PREDEF, DPRED, 
  23 :      &                   NDI, NSHR, NTENS, NSTATV, PROPS, NPROPS, 
  24 :      &                   DFGRD0, DFGRD1, KSTEP, KINC,SSE,spd,scd,rpl, 
  25 :      &                   DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,cmname,coords,drot,PNEWDT, 
  26 :      &                   celent,NOEL, NPT, LAYER, KSPT ) 
  27 :  
  28 :       IMPLICIT INTEGER(I-N) 
  29 :       IMPLICIT REAL*8(A-H,O-Z) 
  30 :       CHARACTER*16  CMNAME 
  31 :        
  32 :       INTEGER  NDI, NSHR, NTENS, NSTATV, NPROPS, KSTEP, KINC 
  33 :      &         NOEL, NPT, LAYER, KSPT 
  34 :       REAL*8   STRESS(NTENS), STATEV(NSTATV),SSE, SPD, SCD, RPL, 
  35 :      &         DDSDDE(NTENS,NTENS), STRAN(NTENS), DSTRAN(NTENS), 
  36 :      &         DDSDDT(NTENS), DRPLDE(NTENS), DRPLDT, 
  37 :      &         TIME(2), DTIME, TEMP, DTEMP, PREDEF(*), DPRED(*), 
  38 :      &         PROPS(NPROPS), DFGRD0(3,3), DFGRD1(3,3), 
  39 :      &         COORDS(3),DROT(3,3),PNEWDT,CELENT  
  40 :       REAL*8   CG11,CG22,CG12,CG33, CInv11,CInv22,CInv12, DLT, 
  41 :      &         I1,I2, dWdI1,dWdI2, phyd, Coe1,Coe2,Coe3 
  42 :      &         F11,F21,F12,F22, S11,S12,S21,S22 
  43 :      &         F13,F31,F23,F32,F33 
  44 :      &         CGg1,CGg2,CGg3,CGg4,CGg5,CGg6 
  45 :      &         C2Gg1,C2Gg2,C2Gg3,C2Gg4,C2Gg5,C2Gg6 
  46 :      &         dWisodI1bar,dWisodI2bar,eg1,eg2,Gam1,Gam2  
  47 :       REAL*8 Cc11,Cc22,Cc12,Cc33 
  48 :       REAL*8  I1B,I2B,cinv33,detF,mdetF,Jm2s3,Jm1s3 
  49 :       REAL*8 S33,dwvdj,zz,C1,C2 
  50 : C===============================================      
  51 : C 1 DECLARER VOTRE MATERIAU HARTSMITH :         
  52 :        REAL*8 C01,C10,C20,C30 
  53 : C            
  54 :       REAL*8 zero,one,two,three,four,six          
  55 :       Parameter(zero=0.d0,one=1.d0,two=2.d0,three=3.d0, 
  56 :      & four=4.d0,six=6.d0) 
  57 :       PARAMETER (cm5s3=-1.66666666666666666666666666666666666) 
  58 :       PARAMETER (cm7s3=-2.33333333333333333333333333333333333) 
  59 :       PARAMETER (cm2s3=-0.66666666666666666666666666666666666) 
  60 :       PARAMETER (cm1s3=-0.33333333333333333333333333333333333) 
  61 :       PARAMETER (cm4s3=-1.33333333333333333333333333333333333)      
  62 : c      print*,'GORNET', ndi         
  63 :       if(ndi.ne.-2) go to 100 
  64 : * formulation 2D contraintes planes        
  65 : C  PARAMETRES MATERIAU DU MODELE HARTSMITH : 
  66 : C =============================================== 
  67 : C= Dans le cas du modele de GORNET DESMORAT, 
  68 : C= la densite d'energie de deformation est definie par : 
  69 : C=    W = f(I1,I2) I3= 1 
  70 : C =============================================== 
  71 : C  3 PARAMETRES  MATERIAU DU MODELE HARTSMITH : 
  72 : C =============================================== 
  73 :          C01 = PROPS(3) 
  74 :          C10 = PROPS(4) 
  75 :          C20 = PROPS(5) 
  76 :          C30 = PROPS(6) 
  77 : C Deformation totale stockage perso dans var 4 5 6 
  78 : C ******************** GREEN LAGRANGE ************** 
  79 : C       
  80 :        F11 = dfgrd1(1,1) 
  81 :        F21 = dfgrd1(2,1) 
  82 :        F12 = dfgrd1(1,2) 
  83 :        F22 = dfgrd1(2,2) 
  84 : C*******************         
  85 : C       print*,F11 
  86 : C       print*,F21 
  87 : C       print*,F12 
  88 : C       print*,F22 
  89 : C 
  90 : C ******************** CC = FT * F 
  91 : C                        
  92 :         cc11 =  F11**2 + F21**2 
  93 :         cc22 =  F12**2 + F22**2  
  94 :         cc12 =  (F11*F12)+(F21*F22) 
  95 : C 
  96 : C        print*,cc11 
  97 : C        print*,cc22 
  98 : C        print*,cc22       
  99 : C ******************** CC-1 
 100 :            DLT = CC11*CC22 - CC12*CC12 
 101 :                cinv11 =  1.0D0/DLT*CC22 
 102 :            cinv22 =  1.0D0/DLT*CC11 
 103 :            cinv12 = -1.0D0/DLT*CC12 
 104 : C 
 105 : C*********************************************************** 
 106 : C det J =1  ==>c 
 107 :             cc33=1.0D0/(cc11*cc22-cc12**2)  
 108 : C trace C      
 109 :             i1= cc11+cc22+cc33             
 110 :             i2= .50D0*(i1**2-cc11**2-cc22**2-cc33**2-2*cc12**2) 
 111 : C=============================================================== 
 112 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU HARTSMITH : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?             
 113 : C Constantes materielles 
 114 : C              W = f(i1,i2) 
 115 : C             
 116 :              dwdi1 =C10+2.0D0*C20*(i1-3.0D0)+3.0D0*C30*(i1-3.0D0)**2 
 117 :              dwdi2 =C01                                                
 118 : C===============================================================             
 119 : C p : pression hydrostatique obtenu ici a partir de S33 = 0.      
 120 :             p=2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc33)*cc33  
 121 : C******************** CONTRAINTES PK2    ******************    
 122 : C 
 123 :         S11=  (2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc11)-p*cinv11) 
 124 :         S22=  (2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc22)-p*cinv22) 
 125 :         S12=  (2.0D0*(-dwdi2*cc12)-p*cinv12) 
 126 : C 
 127 : C 
 128 : C******************** CONTRAINTES Cauchy     ******************             
 129 : C A FAIRE PK2 a transformer par  cauchy  = j-1  F S FT   
 130 : C ici incompressible j =1 a modifier par F et FT,   
 131 : C*************************************************************** 
 132 : C234567 
 133 :       stress(1)=(S11*F11**2)+(2.0D0*F11*F12*S12)+(F12**2*S22) 
 134 :       stress(2)=(S11*F21**2)+(2.0D0*F21*F22*S12)+(F22**2*S22) 
 135 :       stress(4)=(F21*F11*S11)+(F21*F12*S12)+(F22*F11*S12) 
 136 :      . +(F22*F12*S22)      
 137 :       RETURN 
 138 :  100  CONTINUE 
 139 : *  formulation 3D massive  
 140 :       if(ndi.ne.2)  go to 200 
 141 : C  PARAMETRES MATERIAU : 
 142 : C ======================= 
 143 : C= Dans le cas du modele Mooney Rivlin compressible, 
 144 : C= l'energie de deformation est decomposee en deux termes decouples : 
 145 : C= - la partie isochorique ou incompressible Wiso, fonction des inva- 
 146 : C=   riants du tenseur de Cauchy-Green modifie ; 
 147 : C= - la partie purement volumique Wvol, dependant de J=det(F). 
 148 : C= Pour le present modele, nous avons : 
 149 : C= - Wiso = Wiso(I1bar,I2bar) = Coe2 * (I1bar-3.) + Coe3 * (I2bar-3.) 
 150 : C= - Wvol = Wvol(J) = 1/Coe1 * (J-1)*(J-1) 
 151 : C= Coe2 et Coe3 : coefficients du materiau 
 152 : C= le module de cisaillement est egal a mu = 2*Coe2 
 153 : C= bbar : tenseur de Cauchy-Green gauche modifie 
 154 : C= Par definition, bbar = J**(-2/3)*(F.Ft) = J**(-2/3)*CGg 
 155 : C= I1bar : 1er invariant de bbar (= trace(bbar)) 
 156 : C= Dans le cas de la quasi-incompressibilite, c.a.d. J proche de 1, 
 157 : C= Wvol peut etre interpretee comme une fonction de penalisation. 
 158 : C*    Youn = PROPS(1) 
 159 : C*    Pois = PROPS(2) 
 160 : c      Coe1 = PROPS(5) 
 161 : c      Coe2 = PROPS(3) 
 162 : c      Coe3 = PROPS(4) 
 163 : C =============================================== 
 164 : C  2 PARAMETRES  MATERIAU DU MODELE HARTSMITH : 
 165 : C =============================================== 
 166 :          C01 = PROPS(3) 
 167 :          C10 = PROPS(4) 
 168 :          C20 = PROPS(5) 
 169 :          C30 = PROPS(6) 
 170 :          Coe1 = PROPS(7) 
 171 : C  GRADIENT DE LA TRANSFORMATION (FIN DU PAS) : 
 172 : C ============================================== 
 173 :       F11 = DFGRD1(1,1) 
 174 :       F12 = DFGRD1(1,2) 
 175 :       F13 = DFGRD1(1,3) 
 176 :       F21 = DFGRD1(2,1) 
 177 :       F22 = DFGRD1(2,2) 
 178 :       F23 = DFGRD1(2,3) 
 179 :       F31 = DFGRD1(3,1) 
 180 :       F32 = DFGRD1(3,2) 
 181 :       F33 = DFGRD1(3,3) 
 182 :  
 183 : C  JACOBIEN DE LA TRANSFORMATION (FIN DU PAS) : 
 184 : C ============================================== 
 185 :       detF =  F11*F22*F33 - F12*F21*F33 + F12*F23*F31 
 186 :      &      + F13*F32*F21 - F13*F31*F22 - F23*F32*F11 
 187 :  
 188 : C  TENSEUR DES DEFORMATIONS DE CAUCHY-GREEN GAUCHE 
 189 : C ================================================= 
 190 : C= Tenseur de Cauchy-Green gauche CGg = F.Ft 
 191 : C G11 G22 G33  G12 G13 G23 
 192 :       CGg1 = F11*F11 + F12*F12 + F13*F13 
 193 :       CGg2 = F21*F21 + F22*F22 + F23*F23 
 194 :       CGg3 = F33*F33 + F31*F31 + F32*F32 
 195 :       CGg4 = F11*F21 + F12*F22 + F13*F23 
 196 :       CGg5 = F11*F31 + F12*F32 + F13*F33 
 197 :       CGg6 = F21*F31 + F22*F32 + F23*F33 
 198 : C= Tenseur de Cauchy-Green gauche CGg2 = (F.Ft)*(F.Ft)  
 199 : C indices (1 a 6) =(11 22 33  12 13 23 
 200 :       C2Gg1 = CGg1*CGg1 + CGg4*CGg4 + CGg5*CGg5 
 201 :       C2Gg2 = CGg4*CGg4 + CGg2*CGg2 + CGg6*CGg6 
 202 :       C2Gg3 = CGg5*CGg5 + CGg6*CGg6 + CGg3*CGg3  
 203 :       C2Gg4 = CGg1*CGg4  + CGg4*CGg2 + CGg5*CGg6 
 204 :       C2Gg5 = CGg1*CGg5 + CGg4*CGg6 + CGg5*CGg3 
 205 :       C2Gg6 = CGg4*CGg5 + CGg2*CGg6 + CGg6*CGg3       
 206 : C INVARIANTS : I1B= J**-1/3 I1, I2B= J**-4/3 I2 
 207 :       I1=(CGg1+CGg2+CGg3) 
 208 :       i2= .5D0*(i1**2-C2Gg1-C2Gg2-C2Gg3-2.D0*(C2Gg4+C2Gg5+C2Gg6)) 
 209 :       I1B = (detF**cm2s3)*I1 
 210 :       I2B = (detF**cm4s3)*I2 
 211 :  
 212 : C 
 213 :             I1B = (detF**cm2s3)*I1 
 214 :             I2B = (detF**cm4s3)*I2 
 215 : C  CONTRAINTES DE CAUCHY (FIN DU PAS) : 
 216 : C ====================================== 
 217 : C= Les contraintes de Cauchy STRESS se decomposent en deux termes : 
 218 : C= - STRESS = SCvol + SCiso 
 219 : C= - SCvol = phyd.Iden = (dWvol(J)/dJ).Iden 
 220 : C=   avec Iden = tenseur identite d'ordre 2, 
 221 : C=        phyd = pression hydrostatique, 
 222 : C=   avec Gam1 =   (dWiso/dI1bar+I1bar.dWiso/dI2bar) 
 223 : C=        Gam2 =  (dWiso/dI2bar) 
 224 : C= - SCiso =  2. J**(-5/3)Gam1 CGg - 2. J**(-7/3) Gam2 C2Gg 
 225 : C 
 226 : C ENTRER LE MATERIAU ICI : 
 227 : C=============================================================== 
 228 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU HARTSMITH : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?             
 229 : C Constantes materielles 
 230 : C              W = f(i1,i2) 
 231 : C             
 232 :            dWisodI1bar=C10+2.0D0*C20*(i1-3.0D0)+3.0D0*C30*(i1-3.0D0)**2    
 233 :        dWisodI2bar=C01   
 234 : c      dWisodI1bar = Coe2 
 235 : c      dWisodI2bar = Coe3 
 236 :  
 237 :       Gam1 =  (dWisodI1bar+I1B*dWisodI2bar) 
 238 :       Gam2 =  (dWisodI2bar) 
 239 :  
 240 :       phyd = 2.0D0 * (detF-1.0D0) / Coe1 
 241 :        
 242 :       eg1   = 2.0D0 * (detF**cm5s3) * Gam1 
 243 :       eg2   = 2.0D0 * (detF**cm7s3) * Gam2 
 244 :        
 245 :        
 246 :       STRESS(1) = eg1 * CGg1 - eg2 * C2Gg1 + phyd 
 247 :       STRESS(2) = eg1 * CGg2 - eg2 * C2Gg2 + phyd 
 248 :       STRESS(3) = eg1 * CGg3 - eg2 * C2Gg3 + phyd 
 249 :       STRESS(4) = eg1 * CGg4 - eg2 * C2Gg4 
 250 :       STRESS(5) = eg1 * CGg5 - eg2 * C2Gg5 
 251 :       STRESS(6) = eg1 * CGg6 - eg2 * C2Gg6             
 252 :       return 
 253 :  200   if(ndi.ne.-1) go to 300 
 254 : C Deformations Planes 
 255 : C 
 256 :          C01 = PROPS(3) 
 257 :          C10 = PROPS(4) 
 258 :          C20 = PROPS(5) 
 259 :          C30 = PROPS(6) 
 260 :          Coe1 = PROPS(7)          
 261 : C Deformation totale stockage perso dans var 4 5 6 
 262 : C ******************** GREEN LAGRANGE ************** 
 263 : C 
 264 :        F11 = dfgrd1(1,1) 
 265 :        F21 = dfgrd1(2,1) 
 266 :        F12 = dfgrd1(1,2) 
 267 :        F22 = dfgrd1(2,2) 
 268 :        F33 = dfgrd1(3,3) 
 269 :        detF =F11*F22-F12*F21 
 270 : C ******************** CC = FT * F 
 271 : C 
 272 :         cc11 =  F11**2 + F21**2 
 273 :         cc22 =  F12**2 + F22**2 
 274 :         cc12 =  (F11*F12)+(F21*F22) 
 275 : C ******************** CC-1 
 276 :            DLT = CC11*CC22 - CC12*CC12 
 277 :                cinv11 =  1.0D0/DLT*CC22 
 278 :            cinv22 =  1.0D0/DLT*CC11 
 279 :            cinv12 = -1.0D0/DLT*CC12 
 280 :            cinv33 =  1.0D0/DLT 
 281 : C 
 282 : C*********************************************************** 
 283 : C det J =1  ==>c 
 284 :             cc33=1.0D0 
 285 : C trace C  et CB 
 286 :             i1= cc11+cc22+cc33     
 287 :             i2= .50D0*(i1**2-cc11**2-cc22**2-cc33**2-2*cc12**2) 
 288 : C 
 289 :             I1B = (detF**cm2s3)*I1 
 290 :             I2B = (detF**cm4s3)*I2 
 291 : C=============================================================== 
 292 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU   : DWDI1B = ?, DWDI2B = ? 
 293 : C attention nom !!!  dwdi1 =  DWDI1B et dwdi2 = DWDI2B 
 294 : C              Wiso = f(i1b,i2b) 
 295 : C 
 296 : C=============================================================== 
 297 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU HARTSMITH : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?             
 298 : C Constantes materielles 
 299 : C              W = f(i1,i2) 
 300 : C             
 301 :              dwdi1 =C10+2.0D0*C20*(i1-3.0D0)+3.0D0*C30*(i1-3.0D0)**2 
 302 :              dwdi2 =C01     
 303 : C===============================================================               
 304 :                    dwvdj=  2.0D0 * (detF-1.0D0) / Coe1 
 305 : C=============================================================== 
 306 :                    Jm2s3=detF**cm2s3 
 307 :                    Jm1s3=detF**cm1s3 
 308 :                    phyd = Jm1s3*dwvdj 
 309 : C 
 310 : C******************** CONTRAINTES PK2    ****************** 
 311 : C 
 312 : C Epaisseur a ajouter dans les formules!!! 
 313 : C234567 
 314 :        S11=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc11)+phyd*cinv11 
 315 :        S22=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc22)+phyd*cinv22 
 316 :        S12=  2.0D0*Jm2s3*(-dwdi2*cc12)+phyd*cinv12 
 317 :        S33=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc33)+phyd*cinv33 
 318 : C 
 319 : C 
 320 : C******************** CONTRAINTES Cauchy     ****************** 
 321 : C A FAIRE PK2 a transformer par  cauchy  = j-1  F S FT 
 322 : C ici incompressible j =1 a modifier par F et FT, 
 323 : C*************************************************************** 
 324 :       mdetF = 1.0D0/detF 
 325 : C 
 326 :       stress(1)=mdetF*((S11*F11**2)+(2.0D0*F11*F12*S12)+(F12**2*S22)) 
 327 :       stress(2)=mdetF*((S11*F21**2)+(2.0D0*F21*F22*S12)+(F22**2*S22)) 
 328 :       stress(4)=mdetF*((F21*F11*S11)+(F21*F12*S12)+(F22*F11*S12) 
 329 :      . +(F22*F12*S22)) 
 330 :       stress(3)= mdetF*S33 
 331 :       return 
 332 :  300   kinc=-2  
 333 :       return      
 334 :       END 
 335 :       
 336 :   
 337 :   
 338 :  

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