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00059 #include <NeoHookeanCompressible3D.h>
00060
00061
00062
00063 stresstensor NeoHookeanCompressible3D::static_NHC_stress;
00064
00065
00066
00067
00068
00069 NeoHookeanCompressible3D::NeoHookeanCompressible3D(int tag,
00070
00071 int classTag,
00072
00073 double K_in,
00074
00075 double G_in,
00076
00077 double rho_in = 0.0)
00078
00079 :FiniteDeformationElastic3D(tag, classTag, rho_in), K(K_in), G(G_in)
00080
00081 {
00082
00083
00084
00085 }
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00090
00091 NeoHookeanCompressible3D::NeoHookeanCompressible3D(int tag,
00092
00093 double K_in,
00094
00095 double G_in,
00096
00097 double rho_in = 0.0)
00098
00099 :FiniteDeformationElastic3D(tag, ND_TAG_NeoHookeanCompressible3D, rho_in), K(K_in), G(G_in)
00100
00101 {
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00110
00111 NeoHookeanCompressible3D::NeoHookeanCompressible3D( )
00112
00113 :FiniteDeformationElastic3D(0, 0, 0.0), K(0.0), G(0.0)
00114
00115 {
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00119 }
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00124
00125 NeoHookeanCompressible3D::~NeoHookeanCompressible3D()
00126
00127 {
00128
00129
00130
00131 }
00132
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00137 double NeoHookeanCompressible3D::getRho(void)
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00140
00141 return rho;
00142
00143 }
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00149 int NeoHookeanCompressible3D::setTrialF(const straintensor &f)
00150
00151 {
00152
00153 FromForC = 0;
00154
00155 F = f;
00156
00157 C = F("ki")*F("kj"); C.null_indices();
00158
00159 return this->ComputeTrials();
00160
00161 }
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00167 int NeoHookeanCompressible3D::setTrialFIncr(const straintensor &df)
00168
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00170
00171 return this->setTrialF(this->getF() + df);
00172
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00179 int NeoHookeanCompressible3D::setTrialC(const straintensor &c)
00180
00181 {
00182
00183 FromForC = 1;
00184
00185 C = c;
00186
00187 return this->ComputeTrials();
00188
00189 }
00190
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00195 int NeoHookeanCompressible3D::setTrialCIncr(const straintensor &dc)
00196
00197 {
00198
00199 return this->setTrialC(this->getC() + dc);
00200
00201 }
00202
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00205
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00207 const straintensor& NeoHookeanCompressible3D::getF(void)
00208
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00210
00211 return F;
00212
00213 }
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00219 const straintensor& NeoHookeanCompressible3D::getC(void)
00220
00221 {
00222
00223 return C;
00224
00225 }
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00243 const Tensor& NeoHookeanCompressible3D::getTangentTensor(void)
00244
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00246
00247 return Stiffness;
00248
00249 }
00250
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00253
00254
00255 const Tensor
00256
00257 &NeoHookeanCompressible3D::getInitialTangentTensor(void)
00258
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00260
00261 return this->getTangentTensor();
00262
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00269 const straintensor& NeoHookeanCompressible3D::getStrainTensor(void)
00270
00271 {
00272
00273 return thisGreenStrain;
00274
00275 }
00276
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00280
00281 const stresstensor& NeoHookeanCompressible3D::getStressTensor(void)
00282
00283 {
00284
00285 return thisPK2Stress;
00286
00287 }
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00291
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00293 const stresstensor& NeoHookeanCompressible3D::getPK1StressTensor(void)
00294
00295 {
00296
00297 stresstensor thisSPKStress;
00298
00299
00300
00301 if ( FromForC == 0 ) {
00302
00303 thisSPKStress = this->getStressTensor();
00304
00305 static_NHC_stress = F("kJ") * thisSPKStress("IJ");
00306
00307 }
00308
00309
00310
00311 if ( FromForC == 1 ) {
00312
00313 opserr << "NeoHookeanCompressible3D: unknown deformation gradient - cannot compute PK1 stress" << "\n";
00314
00315 exit (-1);
00316
00317 }
00318
00319
00320
00321 return NeoHookeanCompressible3D::static_NHC_stress;
00322
00323 }
00324
00325
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00327
00328
00329 const stresstensor& NeoHookeanCompressible3D::getCauchyStressTensor(void)
00330
00331 {
00332
00333 stresstensor thisSPKStress;
00334
00335
00336
00337 if ( FromForC == 0 ) {
00338
00339 thisSPKStress = this->getStressTensor();
00340
00341 static_NHC_stress = F("iJ") * thisSPKStress("JK");
00342
00343 static_NHC_stress = static_NHC_stress("iK") * F("mK");
00344
00345 static_NHC_stress = static_NHC_stress *(1.0/J);
00346
00347 }
00348
00349
00350
00351 if ( FromForC == 1 ) {
00352
00353 opserr << "NeoHookeanCompressible3D: unknown deformation gradient - cannot compute Cauchy stress" << "\n";
00354
00355 exit (-1);
00356
00357 }
00358
00359
00360
00361 return NeoHookeanCompressible3D::static_NHC_stress;
00362
00363 }
00364
00365
00366
00367
00368
00369 int NeoHookeanCompressible3D::commitState (void)
00370
00371 {
00372
00373 return 0;
00374
00375 }
00376
00377
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00379
00380
00381 int NeoHookeanCompressible3D::revertToLastCommit (void)
00382
00383 {
00384
00385 return 0;
00386
00387 }
00388
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00392
00393 int NeoHookeanCompressible3D::revertToStart (void)
00394
00395 {
00396
00397 tensor F0("I", 2, def_dim_2);
00398
00399 F = F0;
00400
00401 C = F0;
00402
00403 Cinv = F0;
00404
00405 J = 1.0;
00406
00407
00408
00409 tensor ss_zero(2,def_dim_2,0.0);
00410
00411 thisPK2Stress = ss_zero;
00412
00413 thisGreenStrain = ss_zero;
00414
00415
00416
00417 Stiffness = getInitialTangentTensor();
00418
00419
00420
00421 return 0;
00422
00423 }
00424
00425
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00427
00428
00429 NDMaterial * NeoHookeanCompressible3D::getCopy (void)
00430
00431 {
00432
00433 NeoHookeanCompressible3D *theCopy =
00434
00435 new NeoHookeanCompressible3D (this->getTag(), K, G, rho);
00436
00437
00438
00439 theCopy->F = F;
00440
00441 theCopy->C = C;
00442
00443 theCopy->Cinv = Cinv;
00444
00445 theCopy->J = J;
00446
00447
00448
00449 theCopy->Stiffness = Stiffness;
00450
00451 theCopy->thisGreenStrain = thisGreenStrain;
00452
00453 theCopy->thisPK2Stress = thisPK2Stress;
00454
00455
00456
00457 return theCopy;
00458
00459 }
00460
00461
00462
00463
00464
00465 NDMaterial * NeoHookeanCompressible3D::getCopy (const char *type)
00466
00467 {
00468
00469 opserr << "NeoHookeanCompressible3D::getCopy(const char *) - not yet implemented\n";
00470
00471 return 0;
00472
00473 }
00474
00475
00476
00477
00478
00479 const char* NeoHookeanCompressible3D::getType (void) const
00480
00481 {
00482
00483 return "ThreeDimentionalFD";
00484
00485 }
00486
00487
00488
00490
00491
00492
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00500
00501
00502
00503 int NeoHookeanCompressible3D::sendSelf (int commitTag, Channel &theChannel)
00504
00505 {
00506
00507 int res = 0;
00508
00509
00510
00511 return res;
00512
00513 }
00514
00515
00516
00517
00518
00519 int NeoHookeanCompressible3D::recvSelf (int commitTag,
00520
00521 Channel &theChannel,
00522
00523 FEM_ObjectBroker &theBroker)
00524
00525 {
00526
00527 int res = 0;
00528
00529
00530
00531 return res;
00532
00533 }
00534
00535
00536
00537
00538
00539 void NeoHookeanCompressible3D::Print (OPS_Stream &s, int flag)
00540
00541 {
00542
00543 s << "Finite Deformation Elastic 3D model" << "\n";
00544
00545 s << "\trho: " << rho << "\n";
00546
00547 s << "\tK: " << K << "\n";
00548
00549 s << "\tG: " << G << "\n";
00550
00551 return;
00552
00553 }
00554
00555
00556
00557
00558
00559
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00576
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00579
00580
00581
00582
00583 int NeoHookeanCompressible3D::ComputeTrials()
00584
00585 {
00586
00587 tensor tensorI2("I", 2, def_dim_2);
00588
00589 tensor tsr1;
00590
00591 tensor tsr2;
00592
00593
00594
00595
00596
00597 Cinv = C.inverse();
00598
00599 Cinv.symmetrize11();
00600
00601
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00605 J = sqrt(C.determinant());
00606
00607
00608
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00610
00611 double lambda = K - 2.0*G/3.0;
00612
00613 double mu = G - lambda*log(J);
00614
00615
00616
00617
00618
00619 thisPK2Stress = (tensorI2-Cinv)*G + Cinv*lambda*log(J);
00620
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00623
00624
00625 thisGreenStrain = (C - tensorI2) * 0.5;
00626
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00629
00630
00631 tsr1 = Cinv("ij")*Cinv("kl");
00632
00633 tsr1.null_indices();
00634
00635 tsr2 = tsr1.transpose0110() + tsr1.transpose0111();
00636
00637 Stiffness = tsr1*lambda + tsr2*mu;
00638
00639
00640
00641 return 0;
00642
00643 }
00644
00645
00646