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   1 : C GDGD      SOURCE    CHAT      10/12/16    21:15:56     6819           
   2 : C          
   3 : C=======================================================================
   4 : C=        MODELE HYPERELASTIQUE GORNET-DESMORAT                        =
   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 GDGD (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 GORNET DESMORAT :        
  52 :       REAL*8 H1,H2,H3
  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 GORNET DESMORAT:
  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 GORNET DESMORAT :
  72 : C ===============================================
  73 :          H1  = PROPS(3)
  74 :          H2  = PROPS(4)
  75 :          H3  = PROPS(5)
  76 : C Deformation totale stockage perso dans var 4 5 6
  77 : C ******************** GREEN LAGRANGE **************
  78 : C      
  79 :        F11 = dfgrd1(1,1)
  80 :        F21 = dfgrd1(2,1)
  81 :        F12 = dfgrd1(1,2)
  82 :        F22 = dfgrd1(2,2)
  83 : C*******************        
  84 : C       print*,F11
  85 : C       print*,F21
  86 : C       print*,F12
  87 : C       print*,F22
  88 : C
  89 : C ******************** CC = FT * F
  90 : C                       
  91 :         cc11 =  F11**2 + F21**2
  92 :         cc22 =  F12**2 + F22**2 
  93 :         cc12 =  (F11*F12)+(F21*F22)
  94 : C
  95 : C        print*,cc11
  96 : C        print*,cc22
  97 : C        print*,cc22      
  98 : C ******************** CC-1
  99 :            DLT = CC11*CC22 - CC12*CC12
 100 :                cinv11 =  1.0D0/DLT*CC22
 101 :            cinv22 =  1.0D0/DLT*CC11
 102 :            cinv12 = -1.0D0/DLT*CC12
 103 : C
 104 : C***********************************************************
 105 : C det J =1  ==>c
 106 :             cc33=1.0D0/(cc11*cc22-cc12**2) 
 107 : C trace C     
 108 :             i1= cc11+cc22+cc33            
 109 :             i2= .50D0*(i1**2-cc11**2-cc22**2-cc33**2-2*cc12**2)
 110 : C===============================================================
 111 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU GORNET DESMORAT : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?            
 112 : C Constantes materielles
 113 : C              W = f(i1,i2)
 114 : C            
 115 :                dwdi1 = H1 *dexp(H3*(i1-3.0D0)*(i1-3.0D0)) 
 116 :                IF (DABS(I2).ne.0.D0) then 
 117 :                dwdi2 =  3.0D0*H2/DSQRT(i2) 
 118 :                ELSE  
 119 :                     PRINT*, 'ERRE'
 120 :                    END IF                                                   
 121 : C===============================================================            
 122 : C p : pression hydrostatique obtenu ici a partir de S33 = 0.     
 123 :             p=2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc33)*cc33 
 124 : C******************** CONTRAINTES PK2    ******************   
 125 : C
 126 :         S11=  (2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc11)-p*cinv11)
 127 :         S22=  (2.0D0*((dwdi1+i1*dwdi2)-dwdi2*cc22)-p*cinv22)
 128 :         S12=  (2.0D0*(-dwdi2*cc12)-p*cinv12)
 129 : C
 130 : C
 131 : C******************** CONTRAINTES Cauchy     ******************            
 132 : C A FAIRE PK2 a transformer par  cauchy  = j-1  F S FT  
 133 : C ici incompressible j =1 a modifier par F et FT,  
 134 : C***************************************************************
 135 : C234567
 136 :       stress(1)=(S11*F11**2)+(2.0D0*F11*F12*S12)+(F12**2*S22)
 137 :       stress(2)=(S11*F21**2)+(2.0D0*F21*F22*S12)+(F22**2*S22)
 138 :       stress(4)=(F21*F11*S11)+(F21*F12*S12)+(F22*F11*S12)
 139 :      . +(F22*F12*S22)     
 140 :       RETURN
 141 :  100  CONTINUE
 142 : *  formulation 3D massive 
 143 :       if(ndi.ne.2)  go to 200
 144 : C  PARAMETRES MATERIAU :
 145 : C =======================
 146 : C= Dans le cas du modele Mooney Rivlin compressible,
 147 : C= l'energie de deformation est decomposee en deux termes decouples :
 148 : C= - la partie isochorique ou incompressible Wiso, fonction des inva-
 149 : C=   riants du tenseur de Cauchy-Green modifie ;
 150 : C= - la partie purement volumique Wvol, dependant de J=det(F).
 151 : C= Pour le present modele, nous avons :
 152 : C= - Wiso = Wiso(I1bar,I2bar) = Coe2 * (I1bar-3.) + Coe3 * (I2bar-3.)
 153 : C= - Wvol = Wvol(J) = 1/Coe1 * (J-1)*(J-1)
 154 : C= Coe2 et Coe3 : coefficients du materiau
 155 : C= le module de cisaillement est egal a mu = 2*Coe2
 156 : C= bbar : tenseur de Cauchy-Green gauche modifie
 157 : C= Par definition, bbar = J**(-2/3)*(F.Ft) = J**(-2/3)*CGg
 158 : C= I1bar : 1er invariant de bbar (= trace(bbar))
 159 : C= Dans le cas de la quasi-incompressibilite, c.a.d. J proche de 1,
 160 : C= Wvol peut etre interpretee comme une fonction de penalisation.
 161 : C*    Youn = PROPS(1)
 162 : C*    Pois = PROPS(2)
 163 : c      Coe1 = PROPS(5)
 164 : c      Coe2 = PROPS(3)
 165 : c      Coe3 = PROPS(4)
 166 : C ===============================================
 167 : C  2 PARAMETRES  MATERIAU DU MODELE GORNET DESMORAT :
 168 : C ===============================================
 169 :          H1  = PROPS(3)
 170 :          H2  = PROPS(4)
 171 :          H3  = PROPS(5)
 172 :          Coe1 = PROPS(6)
 173 : C  GRADIENT DE LA TRANSFORMATION (FIN DU PAS) :
 174 : C ==============================================
 175 :       F11 = DFGRD1(1,1)
 176 :       F12 = DFGRD1(1,2)
 177 :       F13 = DFGRD1(1,3)
 178 :       F21 = DFGRD1(2,1)
 179 :       F22 = DFGRD1(2,2)
 180 :       F23 = DFGRD1(2,3)
 181 :       F31 = DFGRD1(3,1)
 182 :       F32 = DFGRD1(3,2)
 183 :       F33 = DFGRD1(3,3)
 184 : 
 185 : C  JACOBIEN DE LA TRANSFORMATION (FIN DU PAS) :
 186 : C ==============================================
 187 :       detF =  F11*F22*F33 - F12*F21*F33 + F12*F23*F31
 188 :      &      + F13*F32*F21 - F13*F31*F22 - F23*F32*F11
 189 : 
 190 : C  TENSEUR DES DEFORMATIONS DE CAUCHY-GREEN GAUCHE
 191 : C =================================================
 192 : C= Tenseur de Cauchy-Green gauche CGg = F.Ft
 193 : C G11 G22 G33  G12 G13 G23
 194 :       CGg1 = F11*F11 + F12*F12 + F13*F13
 195 :       CGg2 = F21*F21 + F22*F22 + F23*F23
 196 :       CGg3 = F33*F33 + F31*F31 + F32*F32
 197 :       CGg4 = F11*F21 + F12*F22 + F13*F23
 198 :       CGg5 = F11*F31 + F12*F32 + F13*F33
 199 :       CGg6 = F21*F31 + F22*F32 + F23*F33
 200 : C= Tenseur de Cauchy-Green gauche CGg2 = (F.Ft)*(F.Ft) 
 201 : C indices (1 a 6) =(11 22 33  12 13 23
 202 :       C2Gg1 = CGg1*CGg1 + CGg4*CGg4 + CGg5*CGg5
 203 :       C2Gg2 = CGg4*CGg4 + CGg2*CGg2 + CGg6*CGg6
 204 :       C2Gg3 = CGg5*CGg5 + CGg6*CGg6 + CGg3*CGg3 
 205 :       C2Gg4 = CGg1*CGg4  + CGg4*CGg2 + CGg5*CGg6
 206 :       C2Gg5 = CGg1*CGg5 + CGg4*CGg6 + CGg5*CGg3
 207 :       C2Gg6 = CGg4*CGg5 + CGg2*CGg6 + CGg6*CGg3      
 208 : C INVARIANTS : I1B= J**-1/3 I1, I2B= J**-4/3 I2
 209 :       I1=(CGg1+CGg2+CGg3)
 210 :       i2= .5D0*(i1**2-C2Gg1-C2Gg2-C2Gg3-2.D0*(C2Gg4+C2Gg5+C2Gg6))
 211 :       I1B = (detF**cm2s3)*I1
 212 :       I2B = (detF**cm4s3)*I2
 213 : 
 214 : C
 215 :             I1B = (detF**cm2s3)*I1
 216 :             I2B = (detF**cm4s3)*I2
 217 : C  CONTRAINTES DE CAUCHY (FIN DU PAS) :
 218 : C ======================================
 219 : C= Les contraintes de Cauchy STRESS se decomposent en deux termes :
 220 : C= - STRESS = SCvol + SCiso
 221 : C= - SCvol = phyd.Iden = (dWvol(J)/dJ).Iden
 222 : C=   avec Iden = tenseur identite d'ordre 2,
 223 : C=        phyd = pression hydrostatique,
 224 : C=   avec Gam1 =   (dWiso/dI1bar+I1bar.dWiso/dI2bar)
 225 : C=        Gam2 =  (dWiso/dI2bar)
 226 : C= - SCiso =  2. J**(-5/3)Gam1 CGg - 2. J**(-7/3) Gam2 C2Gg
 227 : C
 228 : C ENTRER LE MATERIAU ICI :
 229 : C===============================================================
 230 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU GORNET DESMORAT : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?            
 231 : C Constantes materielles
 232 : C              W = f(i1,i2)
 233 : C            
 234 :                dWisodI1bar = H1 *dexp(H3*(i1b-3.0D0)*(i1b-3.0D0)) 
 235 :                IF (DABS(I2).ne.0.D0) then 
 236 :                dWisodI2bar =  3.0D0*H2/DSQRT(i2b) 
 237 :                ELSE  
 238 :                     PRINT*, 'ERRE'
 239 :                    END IF  
 240 : c      dWisodI1bar = Coe2
 241 : c      dWisodI2bar = Coe3
 242 : 
 243 :       Gam1 =  (dWisodI1bar+I1B*dWisodI2bar)
 244 :       Gam2 =  (dWisodI2bar)
 245 : 
 246 :       phyd = 2.0D0 * (detF-1.0D0) / Coe1
 247 :       
 248 :       eg1   = 2.0D0 * (detF**cm5s3) * Gam1
 249 :       eg2   = 2.0D0 * (detF**cm7s3) * Gam2
 250 :       
 251 :       
 252 :       STRESS(1) = eg1 * CGg1 - eg2 * C2Gg1 + phyd
 253 :       STRESS(2) = eg1 * CGg2 - eg2 * C2Gg2 + phyd
 254 :       STRESS(3) = eg1 * CGg3 - eg2 * C2Gg3 + phyd
 255 :       STRESS(4) = eg1 * CGg4 - eg2 * C2Gg4
 256 :       STRESS(5) = eg1 * CGg5 - eg2 * C2Gg5
 257 :       STRESS(6) = eg1 * CGg6 - eg2 * C2Gg6            
 258 :       return
 259 :  200   if(ndi.ne.-1) go to 300
 260 : C Deformations Planes
 261 : C
 262 :          H1  = PROPS(3)
 263 :          H2  = PROPS(4)
 264 :          H3  = PROPS(5)
 265 :          Coe1 = PROPS(6)
 266 : C Deformation totale stockage perso dans var 4 5 6
 267 : C ******************** GREEN LAGRANGE **************
 268 : C
 269 :        F11 = dfgrd1(1,1)
 270 :        F21 = dfgrd1(2,1)
 271 :        F12 = dfgrd1(1,2)
 272 :        F22 = dfgrd1(2,2)
 273 :        F33 = dfgrd1(3,3)
 274 :        detF =F11*F22-F12*F21
 275 : C ******************** CC = FT * F
 276 : C
 277 :         cc11 =  F11**2 + F21**2
 278 :         cc22 =  F12**2 + F22**2
 279 :         cc12 =  (F11*F12)+(F21*F22)
 280 : C ******************** CC-1
 281 :            DLT = CC11*CC22 - CC12*CC12
 282 :                cinv11 =  1.0D0/DLT*CC22
 283 :            cinv22 =  1.0D0/DLT*CC11
 284 :            cinv12 = -1.0D0/DLT*CC12
 285 :            cinv33 =  1.0D0/DLT
 286 : C
 287 : C***********************************************************
 288 : C det J =1  ==>c
 289 :             cc33=1.0D0
 290 : C trace C  et CB
 291 :             i1= cc11+cc22+cc33    
 292 :             i2= .50D0*(i1**2-cc11**2-cc22**2-cc33**2-2*cc12**2)
 293 : C
 294 :             I1B = (detF**cm2s3)*I1
 295 :             I2B = (detF**cm4s3)*I2
 296 : C===============================================================
 297 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU   : DWDI1B = ?, DWDI2B = ?
 298 : C attention nom !!!  dwdi1 =  DWDI1B et dwdi2 = DWDI2B
 299 : C              Wiso = f(i1b,i2b)
 300 : C
 301 : C===============================================================
 302 : C 2 INTEGRER VOTRE MATERIAU GORNET DESMORAT : DWDI1 = ?, DWDI2 = ?            
 303 : C Constantes materielles
 304 : C              W = f(i1,i2)
 305 : C            
 306 :                dwdi1 = H1 *dexp(H3*(i1-3.0D0)*(i1-3.0D0)) 
 307 :                IF (DABS(I2).ne.0.D0) then 
 308 :                dwdi2 =  3.0D0*H2/DSQRT(i2) 
 309 :                ELSE  
 310 :                     PRINT*, 'ERRE'
 311 :                    END IF       
 312 : C===============================================================              
 313 :                    dwvdj=  2.0D0 * (detF-1.0D0) / Coe1
 314 : C===============================================================
 315 :                    Jm2s3=detF**cm2s3
 316 :                    Jm1s3=detF**cm1s3
 317 :                    phyd = Jm1s3*dwvdj
 318 : C
 319 : C******************** CONTRAINTES PK2    ******************
 320 : C
 321 : C Epaisseur a ajouter dans les formules!!!
 322 : C234567
 323 :        S11=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc11)+phyd*cinv11
 324 :        S22=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc22)+phyd*cinv22
 325 :        S12=  2.0D0*Jm2s3*(-dwdi2*cc12)+phyd*cinv12
 326 :        S33=2.0D0*Jm2s3*((dwdi1+i1b*dwdi2)-dwdi2*cc33)+phyd*cinv33
 327 : C
 328 : C
 329 : C******************** CONTRAINTES Cauchy     ******************
 330 : C A FAIRE PK2 a transformer par  cauchy  = j-1  F S FT
 331 : C ici incompressible j =1 a modifier par F et FT,
 332 : C***************************************************************
 333 :       mdetF = 1.0D0/detF
 334 : C
 335 :       stress(1)=mdetF*((S11*F11**2)+(2.0D0*F11*F12*S12)+(F12**2*S22))
 336 :       stress(2)=mdetF*((S11*F21**2)+(2.0D0*F21*F22*S12)+(F22**2*S22))
 337 :       stress(4)=mdetF*((F21*F11*S11)+(F21*F12*S12)+(F22*F11*S12)
 338 :      . +(F22*F12*S22))
 339 :       stress(3)= mdetF*S33
 340 :       return
 341 :  300   kinc=-2 
 342 :       return     
 343 :       END
 344 : 
 345 :  

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