Pré-traitement

COMFOR définit le modèle numérique à travers un fichier d'entrée structuré. L'environnement dispose d'une architecture de parser modulaire ¹ supportant à la fois le standard moderne TOML (recommandé pour sa modularité et sa lisibilité) et le format hérité Fembic (maintenu pour la rétrocompatibilité).

Contrairement aux versions précédentes, COMFOR découple désormais la définition géométrique des propriétés physiques, permettant l'import direct de formats de maillage externes tels qu'Abaqus (.inp) ou Gmsh (.msh), en plus des définitions Inline.

De manière générale, un fichier d'entrée complet doit définir les piliers fondamentaux suivants :

Géométrie & Assemblage : Définition des sources de maillage (Mesh) et leur assemblage en composants physiques (Part).
Propriétés Matérielles : Lois de comportement et données physiques assignées aux pièces.
Conditions aux Limites : Contraintes cinématiques (Constraints) appliquées au modèle.
Charges : Sollicitations externes telles que des forces ponctuelles, des pressions ou la gravité.
Contrôle de l'Analyse : Plage temporelle de simulation, paramètres de pas de temps et fréquence de sortie.

Unités#

Il n'y a pas de système d'unités prédéfini dans COMFOR. L'utilisateur peut utiliser n'importe quel système d'unités cohérent voir ici. Les unités doivent être cohérentes afin que les opérations mathématiques produisent directement les bonnes unités pour le résultat. 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 le \(mm\) et l'unité de temps la seconde \(s\), les unités de l'accélération sont \(mm/s^2\) et l'unité de masse doit être \(kg \cdot 10^{3} = t\) (tonne métrique).

Structure de l'entrée#

Le fichier de configuration est organisé en Blocs. Chaque bloc correspond à une catégorie spécifique de données (un label) et définit les propriétés d'un composant du modèle.

Nommage

La plupart des blocs dans COMFOR nécessitent un Nom unique. Ce nom sert d'identifiant permettant aux différentes parties de la simulation de communiquer entre elles. Par exemple, si vous définissez un material nommé "Acier", n'importe quelle part peut ensuite référencer cet "Acier" pour savoir quelle loi de comportement charger.

Syntaxe des Blocs

La manière de déclarer ces blocs et leurs noms diffère selon le format utilisé.

TOML Fembic

En TOML, nous recommandons fortement l'usage des Tables à clés (Keyed Tables). Cette syntaxe est plus concise et met clairement en évidence le nom unique de l'objet dans l'en-tête.

# Syntaxe recommandée (Table à clés)
[label.NomUnique]
type = "TYPE_SPECIFIQUE"
parametre = valeur

Exemple :

[material.Acier_S235]
type = "ELASTIC"
young = 210000.0

Syntaxe Alternative

Bien que l'utilisation de la syntaxe de tableau [[label]] avec un champ interne name = "..." soit supportée, la version à clé [label.Nom] est préférée pour la clarté et la modularité.

Dans le format hérité, le bloc commence par le label et le type de technologie. Les entrées suivent sur les lignes suivantes, en commençant par leur nom unique.

LABEL TYPE TYPE_SPECIFIQUE
NomUnique parametre = valeur

Exemple :

MATERIALS TYPE ELASTIC
Acier_S235 YOUNG = 210000.0

Ordre des Opérations

L'ordre des blocs dans le fichier d'entrée n'impacte pas l'analyse. COMFOR charge toutes les définitions dans un registre avant de les "lier" entre elles. Cependant, maintenir un flux logique (Contrôle → Géométrie → Physique → Trackers) est recommandé pour la maintenance.

Contrôle (Control)#

Le bloc control définit les paramètres temporels globaux de la simulation, gérant la durée de l'analyse et la stratégie d'intégration temporelle.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`run_to`	Float	Oui	-	Temps final de simulation. Doit être non-négatif.
`run_from`	Float	Non	`0.0`	Temps de début de l'analyse. Doit être non-négatif.
`time_step`	Float	Non	`0.0`	Incrément de temps fixe. Si réglé sur `0.0`, COMFOR utilise un pas de temps stable automatique basé sur le maillage et les matériaux.

Règle de Validation

La valeur de run_from doit être strictement inférieure à run_to. Si cette condition n'est pas remplie, la simulation échouera lors de la phase de validation avec une erreur de type ControlStep.

Exemples#

TOML Fembic

# Configuration typique avec pas de temps automatique
[control]
run_from = 0.0
run_to = 15.0

# Configuration avec un pas de temps manuel fixe
[control]
run_to = 10.0
time_step = 0.0001

CONTROLS
RUN FROM 0.0 TO 15.0

CONTROLS
RUN TO 10.0 STEP 0.0001

Sorties (Output)#

Le bloc output définit les paramètres de génération des résultats, incluant le format, l'emplacement de stockage et la fréquence des fichiers de sortie. Vous pouvez définir plusieurs canaux de sortie en TOML pour exporter différents formats simultanément.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`frequency`	Float	Oui	-	Intervalle de temps entre deux résultats. Doit être positif.
`type`	String	Non	`VTU`	Format d'export. Disponibles : `VTU` (recommandé) ou `VTK`.
`format`	String	Non	`ASCII`	Encodage des données. Disponibles : `ASCII` ou `BINARY`.
`directory`	String	Non	`""`	Sous-répertoire où les résultats seront stockés.

Compatibilité des Formats

Le type hérité VTK ne supporte pas l'encodage BINARY. Si vous avez besoin d'exports binaires pour de meilleures performances et des fichiers plus légers, veuillez utiliser le type VTU.

Exemples#

TOML Fembic

# Sortie binaire standard dans un dossier spécifique
[[output]]
type = "VTU"
format = "BINARY"
frequency = 0.1
directory = "results"

# Sortie ASCII supplémentaire pour le débogage
[[output]]
type = "VTU"
format = "ASCII"
frequency = 0.5

OUTPUT
TYPE = VTU FREQUENCY = 0.1 FORMAT = BINARY DIRECTORY = results

OUTPUT
TYPE = VTU FREQUENCY = 0.5 FORMAT = ASCII

Maillage (Mesh)#

TOML Uniquement

Ce bloc est spécifique au format de configuration TOML. Dans le format hérité Fembic, la géométrie et les propriétés physiques sont définies directement dans les blocs NODES et ELEMENTS.

Le bloc mesh définit la source géométrique de votre modèle. COMFOR peut lire des fichiers externes provenant de pré-processeurs standards ou définir la géométrie "inline" pour des cas simples.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Moteur de lecture : `ABAQUS`, `GMSH`, `FEMBIC` ou `INLINE`.
`mesh`	String	Oui*	-	Chemin vers le fichier externe. Requis pour tous sauf `INLINE`.
`nodes`	Array	Oui*	-	Liste de nœuds `[id, x, y, z]`. Requis uniquement pour `INLINE`.
`elements`	Array	Oui*	-	Liste d'éléments `[id, "TYPE", n1, n2, ...]`. Voir Bibliothèque d'Éléments. Requis uniquement pour `INLINE`.

Exemples#

Fichier ExterneDéfinition Inline

[mesh.MaillageChassis]
type = "GMSH"
mesh = "models/chassis.msh"

[mesh.CarreSimple]
type = "INLINE"
nodes = [
    [1, 0.0, 0.0, 0.0],
    [2, 1.0, 0.0, 0.0],
    [3, 1.0, 1.0, 0.0],
    [4, 0.0, 1.0, 0.0]
]
elements = [
    [1, "MEMBRANE_3", 1, 2, 3],
    [2, "MEMBRANE_3", 3, 4, 1]
]

Pièce (Part)#

TOML Uniquement

Ce bloc est spécifique au format de configuration TOML. Dans le format hérité Fembic, les propriétés physiques sont assignées directement dans le bloc ELEMENTS.

Une part représente un composant physique. Elle instancie une source géométrique et lui assigne des propriétés physiques. Les paramètres définis ici (comme material ou thickness) agissent comme une surcharge globale pour toute la pièce.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`mesh`	String	Oui	-	Nom du bloc `[mesh]` à utiliser.
`material`	String	Non	-	Matériau assigné à tous les éléments. Si omis, doit être défini dans une Section.
`thickness`	Float	Non	-	Épaisseur pour les éléments Coque/Membrane. Si omis, doit être défini dans une Section.
`node_offset`	Integer	No	`0`	Valeur d'offset ajoutée à tous les IDs de Nœuds.
`element_offset`	Integer	No	`0`	Valeur d'offset ajoutée à tous les IDs d'Éléments.
`translation`	Array	Non	`[0,0,0]`	Vecteur de translation globale `[tx, ty, tz]`.
`element_mapping`	Map	Non	-	Dictionnaire pour mapper les types d'éléments du maillage vers les Technologies COMFOR.

Syntaxe du Mapping d'Éléments#

Il existe deux façons de définir l' element_mapping en TOML :

Table Inline : Utile pour des mappings courts.
Table Imbriquée : Préférable pour la clarté lors du mapping de nombreux types d'éléments.

1. Table Inline2. Table Imbriquée

[part.Aile]
mesh = "AbaqusInp"
material = "Composite"
element_mapping = { "S3R" = "S3L_C0", "STRI3" = "DKT18" }

[part.Aile]
mesh = "AbaqusInp"
material = "Composite"

[part.Aile.element_mapping]
"S3R"   = "S3L_C0"
"STRI3" = "DKT18"

Exemples#

TOML Fembic

# Définition d'une pièce physique à partir d'une source de maillage
[part.PlaquePrincipale]
mesh = "GeometriePlaque"
material = "Acier_S235"
thickness = 1.2
node_offset = 0
element_offset = 0
translation = [0.0, 0.0, 50.0]

# Réutilisation du même maillage pour une seconde pièce avec des propriétés différentes
[part.Renfort]
mesh = "GeometriePlaque"
material = "Acier_S355"
thickness = 2.5
node_offset = 500      # MainPlate had 500 nodes
element_offset = 450   # MainPlate had 450 elements

Pièces Implicites

En Fembic, les pièces ne sont pas explicitement définies. Les propriétés comme le matériau et l'épaisseur sont assignées directement dans le bloc ELEMENTS.

ELEMENTS TYPE MEMBRANE_3
1 NODES = [1, 2, 3] MATERIAL = Acier_S235 T = 1.2

Section#

TOML Uniquement

Ce bloc est spécifique au format TOML. En Fembic, les variations de propriétés sont définies ligne par ligne dans le bloc ELEMENTS.

Le bloc section permet d'assigner des propriétés physiques spécifiques à un sous-ensemble d'éléments au sein d'une Pièce. Il est utilisé pour définir des variations locales de matériaux, d'épaisseurs ou de paramètres d'intégration en ciblant un Set d'éléments.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`set`	String	Oui	-	Nom du Set d'éléments auquel cette section s'applique.
`type`	String	Oui	-	Technologie de section (ex: `SHELL`, `SOLID`).
`material`	String	Oui	-	Nom du Matériau. Surcharge le matériau au niveau Part.
`thickness`	Float	Non*	-	Requis pour les types Coque. Surcharge l'épaisseur au niveau Part.
`nip`	Integer	Non	`3`	Nombre de points d'intégration dans l'épaisseur.

Exemples#

Les sections sont définies comme une liste d'objets. Elles servent de pont entre un groupe d'éléments (un Set) et leur comportement physique.

TOML Fembic

# Assignation d'une épaisseur spécifique à une zone de renfort
[section.ZoneRenforcee]
set = "ElementsCentraux"
type = "SHELL"
thickness = 5.0
nip = 5

# Surcharge du matériau pour un set spécifique au sein d'une pièce
[section.ZoneDeConnexion]
set = "NoeudsBoulonnes"
type = "SOLID"
material = "AcierHauteResistance"

Logique Implicite

Fembic n'a pas de concept de "Section". Les variations de propriétés doivent être définies ligne par ligne dans le bloc ELEMENTS.

ELEMENTS TYPE MEMBRANE_3
1 NODES=[1,2,3] MATERIAL=Acier T=1.2
2 NODES=[4,5,6] MATERIAL=Acier T=5.0  # Équivalent à un changement manuel de section

Nœuds (Nodes - Legacy)#

Fembic Uniquement

Ce bloc est spécifique au format hérité Fembic. En TOML, les nœuds sont généralement définis dans un bloc [mesh] ou via le tableau nodes d'un maillage INLINE.

Le bloc NODES définit les coordonnées de chaque point du modèle et peut, optionnellement, leur assigner des conditions aux limites ou des charges directement.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`ID`	Entier	Oui	-	Identifiant unique du nœud.
`X`, `Y`, `Z`	Float	Oui	-	Coordonnées spatiales du nœud.
`CONSTRAINT`	String	Non	-	Nom d'une Contrainte à appliquer à ce nœud.
`LOAD`	String	Non	-	Nom d'une Charge nodale à appliquer à ce nœud.

Exemple#

NODES
1   X = 0.0  Y = 0.0  Z = 0.0  CONSTRAINT = BaseFixe
2   X = 10.0 Y = 0.0  Z = 0.0  LOAD = ForcePonctuelle
3   X = 5.0  Y = 5.0  Z = 0.0

Sets Implicites

Lorsque vous assignez une CONSTRAINT ou une LOAD directement dans le bloc NODES, COMFOR crée automatiquement un Set interne contenant tous les nœuds partageant le même nom de contrainte ou de charge.

Éléments (Elements - Legacy)#

Fembic Uniquement

Ce bloc est spécifique au format hérité Fembic. Les éléments en Fembic sont "physiques" : ils contiennent à la fois la connectivité et les propriétés physiques (matériau, épaisseur).

Le bloc ELEMENTS définit la connectivité et le comportement physique du maillage. Tous les éléments d'un même bloc doivent partager le même Type de Technologie.

En-tête du Bloc#

ELEMENTS TYPE <TECHNOLOGIE>

Voir la Bibliothèque d'Éléments pour les technologies disponibles (ex: MEMBRANE_3, S3L_C0, ROD_2).

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`ID`	Entier	Oui	-	Identifiant unique de l'élément.
`NODES`	Array	Oui	-	Liste des IDs de nœuds, ex: `[1, 2, 3]`.
`MATERIAL`	String	Oui	-	Nom du Matériau à assigner.
`T`	Float	Non*	-	Alias pour thickness (épaisseur). Requis pour Coques/Membranes.
`R`	Float	Non*	-	Alias pour radius (rayon). Requis pour les Barres (Rods).
`LOAD`	String	Non	-	Nom d'une Charge d'élément (ex: Pression).
`CONTACT`	String	Non	-	Mode de détection de contact : `BASIC` ou `EDGE`.
`FRICTION`	Float	Non	`0.0`	Coefficient de frottement de Coulomb.
`FACTOR`	Float	Non	`1.0`	Facteur de raideur de pénalité pour le contact.

Exemple#

ELEMENTS TYPE MEMBRANE_3
1  NODES = [1, 2, 3]  MATERIAL = Acier  T = 1.0  CONTACT = EDGE  FRICTION = 0.1
2  NODES = [3, 4, 1]  MATERIAL = Acier  T = 1.0  CONTACT = EDGE  FRICTION = 0.1

ELEMENTS TYPE ROD_2
101 NODES = [10, 11]  MATERIAL = Nylon  R = 0.5

Alias

Le parser Fembic traduit automatiquement les clés courtes héritées comme T en thickness et R en radius pour maintenir la compatibilité avec le moteur central.

Ensemble (Set)#

Les Sets sont des groupes nommés d'entités (nœuds ou éléments) utilisés pour appliquer des conditions aux limites, des charges ou pour définir des Sections. Ils permettent une sélection modulaire des parties du modèle sans redéfinir la connectivité.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Type d'entité : `NODE` ou `ELEMENT`.
`nodes`	Array	Non*	-	Liste d'IDs de nœuds. Requis pour le type `NODE`.
`elements`	Array	Non*	-	Liste d'IDs d'éléments. Requis pour le type `ELEMENT`.
`range`	Array	Non*	-	Définition par plage : `[début, fin, pas]`.

Règles de Validation

Vous devez fournir soit une liste (nodes/elements), soit une plage (range), mais pas les deux.
Pour le paramètre range, le pas (troisième valeur) ne peut pas être nul.

Syntaxe de Plage (Range)#

Le tableau range suit le format : [id_debut, id_fin, pas].

Exemple : range = [1, 10, 2] sélectionnera les IDs : 1, 3, 5, 7, 9.

Exemples#

TOML Fembic

# Set de nœuds spécifiques
[set.NoeudsFixes]
type = "NODE"
nodes = [1, 2, 10, 15]

# Set d'éléments définis par une plage
[set.ElementsBase]
type = "ELEMENT"
range = [1, 100, 1]

SETS TYPE NODE
NoeudsFixes NODES = [1, 2, 10, 15]

SETS TYPE ELEMENT
ElementsBase RANGE = [1, 100, 1]

Surface#

Les Surfaces sont des entités topologiques créées par la fusion d'un ou plusieurs Sets existants. Elles sont principalement utilisées pour définir des limites d'interaction, telles que les zones de contact.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Type d'entité : `NODE` ou `ELEMENT`.
`node_sets`	Array	Non*	-	Liste de noms de sets de nœuds à fusionner. Requis pour le type `NODE`.
`element_sets`	Array	Non*	-	Liste de noms de sets d'éléments à fusionner. Requis pour le type `ELEMENT`.

Logique de Fusion

Lorsque vous fournissez plusieurs sets dans le tableau, COMFOR les fusionne automatiquement en une seule surface continue. Tous les sets référencés doivent exister et correspondre au type de la surface (ex: vous ne pouvez pas mettre un Set de Nœuds dans une Surface d'Éléments).

Exemples#

TOML Fembic

# Création d'une surface de contact maître en fusionnant deux sets d'éléments
[surface.SurfaceContactMaitre]
type = "ELEMENT"
element_sets = ["ElementsFlasqueHaut", "ElementsAme"]

# Création d'une surface nodale pour des sorties ou contraintes spécifiques
[surface.InterfaceLimite]
type = "NODE"
node_sets = ["NoeudsBord_Gauche", "NoeudsBord_Droit"]

SURFACES TYPE ELEMENT
SurfaceContactMaitre ELEMENT_SETS = ["ElementsFlasqueHaut", "ElementsAme"]

SURFACES TYPE NODE
InterfaceLimite NODE_SETS = ["NoeudsBord_Gauche", "NoeudsBord_Droit"]

Matériau (Material)#

Le bloc material définit les lois de comportement et les propriétés physiques assignées aux pièces du modèle. COMFOR supporte une variété de modèles allant de l'élasticité linéaire standard aux lois textiles non linéaires avancées.

Paramètres communs#

Ces paramètres sont partagés par tous les modèles de matériaux.

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Mot-clé du modèle de matériau. Voir la Bibliothèque de Matériaux.
`density`	Float	Oui	-	Densité du matériau (\(\rho\)). Doit être positive.
`damping`	Float	Non	`0.0`	Coefficient d'amortissement de Rayleigh proportionnel à la masse (\(\alpha\)).

Exemples#

TOML Fembic

# Définition d'un matériau acier standard
[material.Acier_S235]
type = "ELASTIC"
density = 7.8e-9
young = 210000.0
poisson = 0.3
damping = 0.1

MATERIALS TYPE ELASTIC Steel_S235  DENSITY=7.8E-9  YOUNG=210000.0  POISSON=0.3  DAMPING=0.1

Amplitude#

Le bloc amplitude définit des fonctions dépendantes du temps \(y = f(t)\) utilisées pour mettre à l'échelle les charges, les conditions aux limites ou d'autres paramètres sensibles au temps.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Modèle d'amplitude. Voir la Bibliothèque d'Amplitudes.

Exemples#

TOML Fembic

# Une fonction rampe simple de 0 à 10 sur 1 seconde
[amplitude.RampeMontante]
type = "TABULAR"
values = [
    [0.0, 0.0],
    [1.0, 10.0],
    [2.0, 10.0]
]

Format des données

En Fembic, les values sont fournies sous forme de liste plate. Le parser apparie automatiquement les valeurs sous la forme [temps, valeur].

AMPLITUDES TYPE TABULAR
RampeMontante VALUES = [0.0, 0.0, 1.0, 10.0, 2.0, 10.0]

Contrainte (Constraint)#

Le bloc constraint est utilisé pour imposer des valeurs à des degrés de liberté spécifiques pour un groupe de nœuds. C'est ainsi que vous définissez les conditions aux limites telles que les appuis fixes, les vitesses imposées ou les rotations prescrites.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Technologie de contrainte. Voir la Bibliothèque de Contraintes.
`set`	String	Oui	-	Nom du Set de Nœuds où la contrainte est appliquée.
`amplitude`	String	Non	-	Nom d'une Amplitude globale pour mettre à l'échelle tous les composants définis.

Exemples#

TOML Fembic

# Appui fixe simple utilisant un preset
[constraint.BaseFixe]
type = "BOUNDARY_CONDITION"
set = "NoeudsBase"
preset = "FIXED"

# Vitesse imposée avec une amplitude locale
[constraint.PlateauMobile]
type = "BOUNDARY_CONDITION"
set = "NoeudsHaut"
vy = { value = -10.0, amplitude = "RampeMontante" }

CONSTRAINTS TYPE BOUNDARY_CONDITION
BaseFixe SET = NoeudsBase PRESET = FIXED
PlateauMobile SET = NoeudsHaut VY = -10.0 AMP = RampeMontante

Charge (Load)#

Le bloc load définit les efforts externes appliqués au modèle. Il peut s'agir de forces/moments ponctuels sur les nœuds, de pressions distribuées sur les surfaces ou d'accélérations volumiques imposées.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`set`	String	Oui	-	Nom du Set ou de la Surface auquel appliquer la charge.
`amplitude`	String	Non	-	Nom de l'Amplitude utilisée pour mettre à l'échelle les valeurs.
`p`	Float	Non	`0.0`	Pression distribuée (généralement pour les éléments Coque/Membrane).
`fx`, `fy`, `fz`	Float	Non	`0.0`	Composantes de force ponctuelle selon les axes globaux X, Y et Z.
`mx`, `my`, `mz`	Float	Non	`0.0`	Composantes de moment ponctuel autour des axes globaux X, Y et Z.
`ax`, `ay`, `az`	Float	Non	`0.0`	Composantes d'accélération volumique linéaire.
`arx`, `ary`, `arz`	Float	Non	`0.0`	Composantes d'accélération volumique rotationnelle.

Logique d'évaluation#

L'amplitude d'une composante de charge à un temps de simulation donné \(t\) est calculée comme le produit de la valeur de base et du facteur d'amplitude :

\[F_{appliquee}(t) = F_{base} \times Amplitude(t)\]

Si aucune amplitude n'est spécifiée, le facteur d'échelle est par défaut de 1.0.

Exemples#

TOML Fembic

# Application d'une force ponctuelle verticale à un set spécifique
[load.ForcePoincon]
set = "NoeudsHaut"
fz = -500.0
amplitude = "RampeDescendante"

# Application d'une pression constante à une surface
[load.PressionInterne]
set = "SurfaceInterne"
p = 10.5

LOADS
ForcePoincon SET = NoeudsHaut FZ = -500.0 AMPLITUDE = RampeDescendante

LOADS
PressionInterne SET = SurfaceInterne P = 10.5

Charges multi-composantes

Un seul bloc load peut définir plusieurs composantes (ex : fx, fy et fz) simultanément. Toutes les valeurs du bloc partagent la même amplitude.

Comportement de Contact (Contact Behaviour)#

Le bloc contact_behaviour définit les lois physiques (Normales et Tangentielles) qui régissent l'interaction entre deux surfaces. Ces lois doivent être définies par leur nom afin de pouvoir être assignées à une paire de Contact spécifique.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Mot-clé de technologie. Voir la Bibliothèque de Comportements de Contact.

Exemples#

TOML Fembic

# Définition d'une loi de pénalité normale
[contact_behaviour.ContactDur]
type = "LINEAR_PENALTY"
stiffness = 1.0e6

# Définition d'une loi de frottement tangentielle
[contact_behaviour.FrottementAcier]
type = "COULOMB"
mu = 0.15

CONTACT_BEHAVIOURS TYPE LINEAR_PENALTY
ContactDur STIFFNESS = 1.0e6

CONTACT_BEHAVIOURS TYPE COULOMB
FrottementAcier MU = 0.15

Contact#

Le bloc contact définit l'interaction entre les entités géométriques. Il apparie deux surfaces et leur assigne des lois physiques spécifiques définies dans la section Comportement de Contact.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Technologie d'interaction. Actuellement supporté : `PAIR`.
`master`	String	Oui*	-	Nom de la première Surface (Maître).
`slave`	String	Oui*	-	Nom de la seconde Surface (Esclave).
`surfaces`	Array	Oui*	-	Syntaxe alternative : Liste de deux surfaces `["Surf1", "Surf2"]`.
`normal`	String	Oui	-	Nom du comportement de Contact Normal assigné.
`tangential`	String	Oui	-	Nom du comportement de Contact Tangentiel assigné.
`edge`	Boolean	Non	`false`	Si `true`, active la détection de contact sur les bords (surface + bords). Si `false`, utilise un contact basique uniquement sur la surface.

Définition de la Surface

Vous devez définir les surfaces impliquées en utilisant soit la paire master/slave, soit le tableau surfaces. L'utilisation simultanée des deux entraînera une erreur de validation.

Exemples#

TOML Fembic

# Interaction définie à l'aide des mots-clés Master/Slave (contact de surface basique)
[contact.OutilVersPiece]
type = "PAIR"
master = "SurfaceOutil"
slave = "NoeudsPiece"
normal = "PenaliteDure"
tangential = "FrottementAcier"

# Interaction définie à l'aide du tableau surfaces (avec contact sur les bords activé)
[contact.AutoContact]
type = "PAIR"
surfaces = ["SurfaceTissu", "SurfaceTissu"]
normal = "PenaliteDouce"
tangential = "FrottementTissu"
edge = true

CONTACTS TYPE PAIR
OutilVersPiece MASTER = SurfaceOutil SLAVE = NoeudsPiece NORMAL = PenaliteDure TANGENTIAL = FrottementAcier

CONTACTS TYPE PAIR
AutoContact SURFACES = ["SurfaceTissu", "SurfaceTissu"] NORMAL = PenaliteDouce TANGENTIAL = FrottementTissu

Tracker#

Le bloc tracker enregistre des données de simulation discrètes dans des fichiers CSV séparés. C'est l'outil principal pour extraire l'historique nodal ou les variables d'état des éléments au fil du temps.

Paramètres#

Paramètre	Type	Requis	Défaut	Description
`type`	String	Oui	-	Type d'entité à suivre : `NODE` ou `ELEMENT`.
`variable`	String	Oui	-	Quantité physique à enregistrer. Voir la Bibliothèque de Trackers.

Exemples#

TOML Fembic

# Suivi de la force de réaction d'un set de nœuds selon la direction Z
[tracker.ForceReaction]
type = "NODE"
variable = "FORCE"
direction = "Z"
nodes = [1, 2, 3, 4]

# Suivi de la contrainte axiale dans un élément spécifique
[tracker.ContrainteCoeur]
type = "ELEMENT"
variable = "STRESS"
component = "C11"
elements = [101]

TRACKERS TYPE NODE
ForceReaction NODES = [1, 2, 3, 4] VARIABLE = FORCE DIRECTION = Z

TRACKERS TYPE ELEMENT
ContrainteCoeur ELEMENTS = [101] VARIABLE = STRESS COMPONENT = C11

Référence des Bibliothèques#

Bibliothèque d'Éléments#

Le tableau suivant liste les technologies d'éléments finis disponibles. L'obligation de définir certains paramètres géométriques (comme thickness ou radius) dépend de la technologie de l'élément.

Mot-clé	Nœuds	Catégorie	Paramètres Clés	Description
`ROD_2`	2	Barre	`radius`, `material`	Barre 1D supportant uniquement la traction et la compression axiale.
`MEMBRANE_3`	3	Coque	`thickness`, `material`	Membrane triangulaire à 3 nœuds (rigidité membranaire, pas de flexion).
`S3L_C0`	3	Coque	`thickness`, `material`, `nip`	Élément de coque à 3 nœuds avec flexion linéaire (continuité C0).
`DKT18`	3	Coque	`thickness`, `material`, `nip`	Triangle de Kirchhoff Discret (DKT) pour l'analyse de flexion de coques minces.
`HEXA8`	8	Solide	`material`	Élément brique isoparamétrique linéaire à 8 nœuds pour continuum 3D.
`CONTACT_TRIANGLE`	3	Contact	`thickness`, `factor`, `subtype`	Élément de contact de surface. Sous-types : `SOLID` ou `SHELL`.
`CONTACT_LINE`	2	Contact	`radius`, `factor`	Élément 1D pour la détection de contact bord-à-bord ou nœud-à-bord.

Détails des Paramètres#

material : Nom du matériau assigné à l'élément. Requis pour tous les éléments structurels.
thickness : Épaisseur physique de la coque, de la membrane ou de la surface de contact.
radius : Rayon de la section transversale pour ROD_2 ou CONTACT_LINE.
nip : Nombre de points d'intégration dans l'épaisseur (généralement de 1 à 5).
factor : Facteur de pénalité utilisé pour imposer les contraintes de contact (rigidité).
friction : Coefficient de frottement de Coulomb pour les interactions de contact.

Logique de Contact

Les éléments structurels comme MEMBRANE_3 ou DKT18 peuvent déclencher une détection de contact interne si le paramètre contact est réglé sur BASIC ou EDGE dans leur définition. Cela crée automatiquement des entités sous-jacentes CONTACT_TRIANGLE ou CONTACT_LINE.

Bibliothèque de Matériaux#

Cette section liste les paramètres spécifiques requis pour chaque technologie de matériau.

ELASTIC (Élastique)#

Élasticité linéaire isotrope standard basée sur la loi de Hooke. Elle suppose un état de contraintes planes pour les éléments 2D.

Paramètre	Type	Requis	Plage	Description
`young`	Float	Oui	\(>0\)	Module de Young (\(E\)).
`poisson`	Float	Oui	\([0, 0.5]\)	Coefficient de Poisson (\(\nu\)).

HYPERELASTIC (Hyperélastique)#

Modèle élastique non linéaire pour l'analyse des grandes déformations (caoutchoucs, tissus mous). Supporte actuellement le potentiel d'Ogden pour les matériaux incompressibles.

Paramètre	Type	Requis	Description
`potential`	String	Oui	Type de potentiel. Supporté : `OGDEN`.
`mu`	Array	Oui	Liste des modules de cisaillement \(\mu_i\).
`alpha`	Array	Oui	Liste des exposants non linéaires \(\alpha_i\).

Cohérence des Tableaux

Les tableaux mu et alpha doivent avoir le même nombre d'entrées. Chaque paire \(( \mu_i, \alpha_i )\) définit un terme du potentiel d'énergie de déformation d'Ogden.

HYPERTEXTILE#

Modèle avancé basé sur les invariants, spécifiquement conçu pour les renforts textiles secs ou imprégnés. Il découple l'allongement dans les directions chaîne/trame du cisaillement plan.

Paramètre	Type	Requis	Description
`warp_orientation`	Array	Oui	Vecteur unitaire \([x, y, z]\) pour la direction initiale des fibres de chaîne (warp).
`weft_orientation`	Array	Oui	Vecteur unitaire \([x, y, z]\) pour la direction initiale des fibres de trame (weft).
`k_shear`	Array	Oui	Coefficients polynomiaux pour la rigidité en cisaillement.
`k_elong_warp`	Array	Oui	Coefficients polynomiaux pour l'allongement chaîne.
`k_elong_weft`	Array	Oui	Coefficients polynomiaux pour l'allongement trame.
`k_bend_warp`	Array	Non	Coefficients pour les moments de flexion chaîne.
`k_bend_weft`	Array	Non	Coefficients pour les moments de flexion trame.
`k_bend_twist`	Array	Non	Coefficients pour les moments de torsion.

Projection de l'Orientation

Lors de l'initialisation, COMFOR projette automatiquement les vecteurs d'orientation globaux sur la base locale de chaque élément. Si une direction de fibre est perpendiculaire au plan d'un élément, la simulation s'arrêtera avec une erreur.

Bibliothèque d'Amplitudes#

TABULAR (Tabulaire)#

Le type TABULAR définit une fonction via une série de paires discrètes temps/valeur. COMFOR effectue une interpolation linéaire entre les points fournis.

Paramètre	Type	Requis	Description
`values`	Array	Oui	Liste de paires `[temps, valeur]`.

Logique Opérationnelle

Interpolation : Linéaire entre les points définis.
Hors Limites : Si le temps actuel de simulation est en dehors de la plage définie \([t_{min}, t_{max}]\), l'amplitude renvoie 0.0.
Tri : COMFOR trie automatiquement les paires par temps croissant lors de l'initialisation.

Bibliothèque de Contraintes#

BOUNDARY_CONDITION (Condition aux Limites)#

Cette technologie prescrit des vitesses nodales (\(v\)) et des accélérations (\(a\)). Vous pouvez définir les composantes comme de simples valeurs numériques ou comme des maps complexes pour inclure des amplitudes locales.

Syntaxe des Composantes#

Chaque composante (ex: vx, vry, az) peut être définie de deux manières :

Numérique : vx = 1.0 (Mise à l'échelle par l'amplitude globale de la contrainte si fournie).
Map : vx = { value = 1.0, amplitude = "MonAmp" } (Utilise une amplitude spécifique pour cette composante).

Paramètres Disponibles#

Paramètre	Catégorie	Description
`preset`	Spécial	Utilisez `FIXED` pour fixer toutes les vitesses (linéaires et rotationnelles) à 0.0.
`vx`, `vy`, `vz`	Vitesse Linéaire	Vitesse prescrite selon les axes X, Y ou Z.
`vrx`, `vry`, `vrz`	Vitesse Rot.	Vitesse angulaire prescrite autour des axes X, Y ou Z.
`ax`, `ay`, `az`	Accélération	Accélération prescrite selon les axes X, Y ou Z.

Vitesse vs Accélération

Si une composante de vitesse (ex : vx) est définie, toute accélération prescrite pour le même axe (ax) est ignorée et forcée à \(0.0\) pour garantir la cohérence cinématique.

Évaluation de la Valeur#

La valeur appliquée à un temps \(t\) donné est calculée comme suit :

\[V_{appliquee}(t) = Valeur \times Amplitude(t)\]

Si aucune amplitude locale n'est définie pour la composante, elle utilise par défaut l'amplitude globale définie au niveau du bloc. Si aucune des deux n'est présente, le facteur est de \(1.0\).

Bibliothèque de Comportements de Contact#

Cette référence liste les paramètres spécifiques requis pour chaque technologie de contact.

LINEAR_PENALTY (Normal)#

Un modèle de ressort linéaire qui applique une force de réaction proportionnelle à la distance de pénétration (gap).

Paramètre	Type	Requis	Description
`stiffness`	Float	Oui	Raideur de pénalité (Alias : `factor`).

PENALTY_ADHESION (Normal)#

Une loi normale qui gère à la fois la compression (pénalité) et les forces adhésives (tension) lorsque les surfaces tentent de se séparer.

Paramètre	Type	Requis	Description
`stiffness`	Float	Oui	Raideur en compression (Alias : `factor`).
`strength`	Float	Oui	Magnitude de la force adhésive (Alias : `adhesive_strength`).
`threshold`	Float	Non	Distance limite pour l'adhésion (Alias : `adhesion_threshold`). Par défaut : l'épaisseur de l'élément.

COULOMB (Tangentiel)#

Modèle de frottement standard. Il inclut une régularisation par facteur de lissage (smooth factor) pour assurer la stabilité numérique lors des changements de direction de glissement.

Paramètre	Type	Requis	Description
`friction`	Float	Oui	Coefficient de frottement \(\mu\) (Alias : `mu`).

Régularisation

L'implémentation COULOMB utilise un facteur de lissage basé sur le produit scalaire des vecteurs de glissement actuel et précédent. Cela minimise les oscillations numériques lorsque la direction de glissement change brusquement.

Bibliothèque de Trackers#

NODE (Nœud)#

Suit les données cinématiques ou cinétiques pour une liste spécifique de nœuds.

Paramètre	Type	Requis	Description
`nodes`	Array	Oui	Liste des IDs de nœuds à suivre.
`direction`	String	Oui	Direction de la composante globale : `X`, `Y` ou `Z`.
`variable`	String	Oui	Supporté : `FORCE`, `MOMENT`, `POSITION`, `VELOCITY`, `ACCELERATION`, `CONTACTFORCE`, `CONTACTSLIDING`.

Alias

Le mot-clé CONTACTSLIDINGVELOCITY peut être utilisé comme alias pour CONTACTSLIDING.

ELEMENT (Élément)#

Suit les variables d'état internes pour une liste spécifique d'éléments.

Paramètre	Type	Requis	Description
`elements`	Array	Oui	Liste des IDs d'éléments à suivre.
`component`	String	Oui	Composante du tenseur : `C11`, `C22`, `C33`, `C12`, `C13`, `C23`.
`variable`	String	Oui	Supporté : `STRAIN` (Déformation), `STRESS` (Contrainte).

Valeurs Totales

Dans le CSV généré, la dernière colonne est automatiquement calculée comme la Somme (pour les trackers de nœuds) ou la Moyenne (pour les trackers d'éléments) de toutes les entités suivies.

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 ↩