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Pré-traitement

Comfor dispose d'une classe générale pour les parsers1, ce qui permettra à l'avenir de créer des sous-classes pour lire différentes données provenant d'autres logiciels (par exemple Abaqus). Mais pour l'instant, Comfor lit un fichier texte ASCII générique organisé en blocs. L'extension de ce fichier n'a pas d'importance, mais à l'avenir, nous associerons l'extension *.bim (modèle d'entrée de base) à ce fichier. La structure de ce fichier est détaillée ci-dessous.

Cependant, dans le cas général, chaque fichier d'entrée doit définir les points suivants :

  • Maillage
  • Nœuds
  • Éléments
  • Matériaux
  • Conditions aux limites
  • Charges
  • Analyse

Unités#

Il n'y a pas de système d'unités dans Comfor. L'utilisateur peut utiliser n'importe quel système d'unités cohérent voir. Les unités doivent être cohérentes de manière à ce que les opérations mathématiques donnent directement les unités correctes pour la quantité résultante. Par exemple, pour la loi de Newton :

\[ \mathbf{f} = \mathbf{M} \mathbf{a} \]

Si l'unité de force est le newton \(N\), l'unité de longueur est le \(mm\) et l'unité de temps est la seconde \(s\), les unités d'accélération sont \(mm/s^2\) et les unités de masse doivent être \(kg \cdot 10^{3} = t\) (tonne métrique).

Fichier d'entrée#

Ce type de fichier est structuré en blocs. Chaque bloc est étiqueté et définit les paramètres d'entrée du modèle. Chaque bloc a un type qui dépend de l'étiquette/catégorie des données d'entrée. Les étiquettes et types existants sont indiqués dans le tableau suivant.

  • CONTROL
  • MATERIAL
    • Hyperelastic
    • Hypertextile
    • Elastic
  • CONTRAINTS
    • Boundary_conditions
  • AMPLITUDES
    • Tabular
  • NODES
  • ELEMENTS
    • Shell_C03
    • Membrane_3
    • Contact_triangle
    • Contact_line
    • Rod_2
  • TRACKERS

La définition générale d'un bloc est la suivante :

<block_label> TYPE <type_block>
<entry_1>
<entry_2>
<entry_3>

astuce

L'ordre des blocs dans le fichier d'entrée n'a aucune incidence sur l'opération d'analyse.

Contrôle de temps#

Ce bloc définit les paramètres de l'analyse explicite.

  • Heure de début et de fin de l'analyse
    • RUN FROM .. TO ..
  • Intervalle de temps (facultatif)
    • STEP
  • Intervalle d'impression
    • PRINT EVERY

L'étiquette associée est CONTROLS.

Structure

CONTROLS
RUN FROM <start_time> TO <end_time> STEP <time_step> 
PRINT EVERY <print_step>
Si le label STEP n'est pas spécifié, le pas de temps sera défini automatiquement en fonction du matériau et du type de maillage.

Note

Dans une version future, le type de solveur sera défini ici.

Matériaux#

Ce bloc définit les matériaux du modèle. Chaque bloc contient un groupe de matériaux du même type. La structure générale est la suivante :

MATERIALS TYPE <material_type_1>
<material_1_name> RHO = <density> DAMPING = <material1_damping_value> <prop_1> = <value_prop_n> ...
<material_2_name> RHO = <density> DAMPING = <material2_damping-value> <prop_1> = <value_prop_n> ...

MATERIALS TYPE <material_type_2>
<material_3_name> RHO = <density> DAMPING = <material1_damping_value> <prop_n> = <value_prop_n> ...
<material_4_name> RHO = <density> DAMPING = <material2_damping-value> <prop_n> = <value_prop_n> ...
  • <material_type> définit le modèle constitutif du matériau.
  • <material_1_name> est le nom personnalisé du matériau 1 (défini par l'utilisateur)
  • Le paramètre RHO fait référence à la densité massique du matériau et doit être défini dans tous les cas.
  • DAMPING est l'amortissement proportionnel à la masse. Ce facteur introduit des forces d'amortissement causées par les vitesses absolues du modèle. Ce paramètre est facultatif.
  • <prop_n> Définit la valeur de la propriété nommée prop_n. Les étiquettes dépendent de chaque matériau.

Pour voir la liste des matériaux disponibles, consultez Matériaux

Exemple :

MATERIAL TYPE Elastic
aluminium rho = 2.7e-9 nu=0.3 E=70000

Amplitudes#

Une amplitude permet d'imposer un comportement dépendant du temps pour les contraintes et les charges.

Structure

AMPLITUDES TYPE <amplitude_type_1>
<amplitude_1_name> <prop_n> = <value_prop_n> ...
<amplitude_2_name> <prop_n> = <value_prop_n> ...
  • <amplitude_type> définit le type d'amplitude du matériau du modèle.
  • amplitude_1_name> est le nom personnalisé de la première amplitude 1 (défini par l'utilisateur)
  • <prop_n> Définit la valeur de la propriété nommée prop_n. Les étiquettes dépendent de chaque type d'amplitude.

Pour l'instant, seules les amplitudes tabulaires sont prises en charge. La structure est donnée par :

AMPLITUDES TYPE TABULAR
<amplitude_1_name> VALUES = <t1 , v1, t2, v2, ... , tn, vn>
<amplitude_2_name> VALUES = <t1 , v1, t2, v2, ... , tn, vn>

où tn, vn définit la valeur \(v_n\) de l'amplitude à l'instant \(t_n\). Les valeurs entre \(t_n\) et \(t_{n+1}\) sont interpolées linéairement.

Exemple:

AMPLITUDES TYPE TABULAR
Palier   VALUES = 0, 0 ,1 ,1 ,5, 6, 0, 7, 0
Augmentation VALUES = 0, 0 ,7 ,1 
Diminution VALUES = 0, 1 ,7 ,0
Définit l'amplitude :

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Contraintes#

Ce bloc définit les différentes contraintes du modèle. Chaque bloc contient différentes contraintes du même type.

Structure

CONSTRAINTS TYPE <constraint_type_1>
<constraint_1_name> <prop_n> = <value_prop_n> ...

CONSTRAINTS TYPE <constraint_type_1>
<constraint_n_name> <prop_n> = <value_prop_n> ... AMPLITUDE = <amplitude_name>
  • <constraint_type> : définit le type de contrainte du matériau du modèle.
  • contraint_n_name> : nom personnalisé de l'amplitude n (défini par l'utilisateur)
  • <prop_n> : définit la valeur de la propriété nommée prop_n. Les étiquettes dépendent du type de contrainte.

  • AMPLITUDE : indique qu'une amplitude est associée à cette contrainte

  • <amplitude_name> : nom de l'amplitude à appliquer à cette contrainte, comme spécifié dans le bloc amplitude.

À l'heure actuelle, le seul type de contrainte est boundary_conditions. Cette contrainte permet de fixer le degrés de liberté du nœud. La structure est donnée par :

CONSTRAINTS TYPE BOUNDARY_CONDITION
<bc_1_name> VX = <valeur> VY = <valeur> VZ = <valeur> VRX = <valeur> VRY = <valeur> VRZ = <valeur> AX = <valeur> AY = <valeur> AZ = <valeur> ARX = <valeur> ARY = <valeur> ARZ = <valeur>
<bc_with_amplitude> VX = <valeur>  ... AMPLITUDE = <amplitude_name>

où VI définit le taux de déplacement de la valeur dans la direction I(X,Y,Z), VRI définit le taux de rotation dans la direction I(X,Y,Z), AI définit l'accélération du déplacement de la valeur dans la direction I(X,Y,Z), ARI définit le taux d'accélération de rotation dans la direction I(X,Y,Z). Enfin, vous pouvez utiliser une amplitude du bloc amplitude pour modifier la valeur absolue de la condition aux limites.

Note

Si le DOF n'est pas fixe, alors il est libre.

Exemple :

CONSTRAINTS TYPE BOUNDARY_CONDITION
FIX_ROT  VRX = O. VRY = O. VRZ = O.
PINNED   VX = O.  VY = O.  VZ = O.
VX_AMP   VX = 1.  AMPLITUDE = Augmentation
AMPLITUDES TYPE TABULAR
Augmentation VALUES = 0, 0 ,7 , 2.5

L'évolution du taux de déplacement est donnée par :

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Astuce

L'ordre des blocs n'a aucune importance, vous pouvez faire référence à une amplitude même si le bloc amplitude est défini après.

Chargements#

Ce bloc définit les différentes charges du modèle. Chaque bloc peut contenir des charges de différents types.

Structure 

LOADS 
<load_1_name> <load_type_1> = <value_Load> <load_type_2> = <value_Load>
<load_2_name> <load_type_3> = <value_Load> Amplitude = <amplitude_name>

  • <load_n_name> : nom personnalisé de la charge n (défini par l'utilisateur)
  • <load_type> : définit le type de charge à définir, les options sont les suivantes :
  • P : définit une pression normale sur une face de l'élément

  • AX,AY,AZ : définit le champ d'accélération nodale dans les directions X,Y,Z

  • FX,FY,FZ : définit une force nodale ponctuelle dans la direction X,Y,Z

  • AMPLITUDE : indique qu'une amplitude est associée à cette charge.
  • <amplitude_name> : nom de l'amplitude à appliquer à cette charge, tel que spécifié dans le bloc amplitude.

Exemple :

LOADS
punctual_force   FX = 1.0
gravity_field    AZ = 9.8
normal_pressure  P =  1.0 AMPLITUDE = vacuum
AMPLITUDES TYPE TABULAR
vacuum VALUES = 0., 0. , 5., -1.0
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Nœuds#

Ce bloc définit la position des différents nœuds dans le modèle, *et éventuellement les contraintes et les charges appliquées à chaque nœud.

Structure

NODES
<node_number_1> X = <x_coord> Y = <y_coord> Z = <z_coord>
<node_number_2> X = <x_coord> Y = <y_coord> Z = <z_coord> CONSTRAINT = <constraint_name> LOAD = <load_name>
  • <node_number> : numéro entier du nœud
  • <X> : coordonnée x
  • <Y> : coordonnée y
  • <Z> : coordonnée z
  • CONSTRAINT : indique qu'une contrainte est associée à ce nœud.
  • <constraint_name> : nom de la contrainte à appliquer à ce nœud, tel que spécifié dans le bloc de contraintes.
  • LOAD : indique qu'une charge est associée à ce nœud.
  • <load_name> : nom de la charge à appliquer à ce nœud, tel que spécifié dans le bloc de charge.

Exemple :

NODES
1   X =  3,0    Y = 2,0 Z = 0,0 CONSTRAINT = FIXED_XY
2   X =  5,0    Y = 8,0 Z = 0,0 LOAD = P_FORCE
3   X =  7,0    Y = 2,0 Z = 0,0 CONSTRAINT = FIXED_XY

CONSTRAINTS TYPE BOUNDARY_CONDITION
FIXED_XY VX = 0 VY = 0 VZ = 0
LOADS
P_FORCE   FZ = 1.0
Cela définit 3 points :

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Éléments#

Ce bloc définit les différents éléments du modèle. Chaque bloc contient un groupe d'éléments du même type. La structure générale est la suivante :

Structure

ELEMENTS TYPE <type_élément>
<numéro_élément_1> NODES = <numéro_nœud_1 numéro_nœud_2 numéro_nœud_3 ...> MATERIAL = <nom_matériau> T = <valeur_épaisseur> LOAD = <nom_charge> <prop_n> = <valeur_prop_n> ...
  • <élément_numéro> : numéro entier de l'élément
  • NODES : définit l'entrée de connectivité de l'élément
    • <nœud_numéro_1> : numéro du premier nœud tel qu'indiqué dans le bloc nœud
    • <nœud_numéro_2> : numéro du deuxième nœud tel qu'indiqué dans le bloc nœud
    • <nœud_numéro_3> : numéro du troisième nœud tel qu'indiqué dans le bloc nœud
    • ...
  • MATERIAL : définit le matériau de l'élément
    • <material_name> : nom du matériau tel qu'indiqué dans le bloc matériau
  • T : définit la valeur d'épaisseur (uniquement pour les coques)
    • <thickness_value> : valeur d'épaisseur
  • LOAD : indique qu'une charge est associée à cet élément.
    • <load_name> : nom de la charge à appliquer à cet élément, tel que spécifié dans le bloc de charge.
    • <prop_n> Définit la valeur de la propriété nommée prop_n. Les étiquettes dépendent de chaque élément.

Pour voir la liste des matériaux disponibles, voir Éléments.

Exemple :

ELEMENTS TYPE MEMBRANE_3
1 NODES = [1, 2, 3] MATERIAL = elastic T =  1.0 LOAD = vacuum

Cela définit un élément membrane triangulaire à partir des nœuds 1, 2 et 3, en utilisant le comportement constitutif défini pour le matériau élastique.

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Contact#

Le contact est activé en ajoutant la balise CONTACT = après la définition de chaque ligne d'élément. La friction est activée en utilisant FRICTION = <friction_value>. Vous pouvez spécifier deux types de contact :

  • CONTACT = BASIC : l'élément (surface de contact) va détecter les nœuds pénétrant la surface et calculer la force nécessaire pour maintenir le contact.
  • CONTACT = EDGE : active la surface de contact et détecte tout bord en contact avec les bords de l'élément.

Exemple :

ELEMENTS TYPE MEMBRANE_3
1 NODES = [1, 2, 3] MATERIAL = elastic T =  1.0 CONTACT = edge FRICTION = 0.2

Trackers#

Enfin, nous pouvons utiliser des objets trackers pour suivre certaines informations sur les nœuds ou les éléments. Ces informations sont imprimées dans un fichier CSV pour chaque print_step et pour chaque nœud/élément spécifié dans la définition du tracker.

Structure 

TRACKER TYPE <tracker_type>
<tracker_1_name> <list> = <object_number> TYPE = <information_type> <prop_n> = <value_prop_n> ...
<tracker_2_name> <list> = <object_number> TYPE = <information_type> <prop_n> = <value_prop_n> ...

  • <tracker_type> : définit la nature du tracker du bloc.
  • ELEMENT : définit un bloc tracker pour les éléments.
  • NODES : définit un bloc tracker pour les nœuds.
  • <tracker_n_name> est le nom personnalisé du tracker n (défini par l'utilisateur)
  • <list> : liste des nœuds ou des éléments à suivre.
  • NODES: suivi des numéros des nœuds à suivre.
  • ELEMENTS : suivi des numéros des éléments à suivre.
  • <prop_n> Définit la valeur de la propriété nommée prop_n. Les étiquettes dépendent de chaque bloc de suivi.

Comme vous pouvez le voir, nous pouvons suivre les informations relatives aux nœuds et aux éléments.

Pour les nœuds :

TRACKER TYPE NODES
<tracker_1_name> NODES = <node_number_1 node_number_2 node_number_3 ...>  TYPE = <information_type> DIRECTION = <direction_axis>
  • NODES : définit la liste des ID des nœuds à suivre
  • <node_number_1> : numéro du premier nœud tel qu'indiqué dans le bloc de nœuds
  • <node_number_2> : numéro du deuxième nœud tel qu'indiqué dans le bloc de nœuds
  • <node_number_3> : numéro du troisième nœud tel qu'indiqué dans le bloc de nœuds
  • ...
  • TYPE : informations nodales à suivre.
  • FORCE : force nodale
  • MOMENT : moments nodaux
  • POSITION : position nodale
  • VELOCITY : vitesse nodale
  • ACCELERATION : accélération nodale
  • CONTACTFORCE : force de contact nodale
  • DIRECTION : composante du tenseur d'informations nodales
  • X : composante X
  • Y : composante Y
  • Z : composante Z

Exemple :

TRACKERS TYPE NODE
FY NODES = [7,8] DIRECTION = Y TYPE = FORCE

Pour les éléments :

TRACKER TYPE ELEMENT
<tracker_1_name> ELEMENTS = <element_number_1 element_number_2 element_number_3 ...>  TYPE = <type_tensor> COMPONENT = <component_tensor>
  • NODES : définit la liste des ID des nœuds à suivre
    • <node_number_1> : numéro du premier nœud tel qu'indiqué dans le bloc node
    • <node_number_2> : numéro du deuxième nœud tel qu'indiqué dans le bloc node
    • <node_number_3> : numéro du troisième nœud tel qu'indiqué dans le bloc node
    • ...
  • TYPE : informations sur l'élément à suivre.
    • STRESS : tenseur de contrainte
    • STRAIN : tenseur de déformation
  • COMPONENT : composante du tenseur
    • Cii : donne la composante \({A}_{ii}\) du tenseur \(\mathbf{A}\) de type <type_tensor>

Exemple :

TRACKERS TYPE ELEMENT 
shear_angle_a ELEMENTS = [3,5,6,7,8,9] COMPONENT = C23 TYPE = strain
shear_angle_b ELEMENTS = [2,4,10,12] COMPONENT = C23 TYPE = strain
shear_angle_c ÉLÉMENTS = [1,11] COMPOSANT = C23 TYPE = strain

  1. L'analyse syntaxique, ou analyse syntaxique, est le processus qui consiste à analyser une chaîne de symboles, qu'il s'agisse d'un langage naturel, d'un langage informatique ou d'une structure de données, conformément aux règles d'une grammaire formelle. Wikipedia ↩