Anomalie #46
Problème de convergence avec la loi Maxwell2D_C
Description
Cas d'une traction simple en 2D avec un matériau viscoélastique. Le calcul ne converge pas ou très difficilement.
Le même problème en 3D (même géométrie, même chargement, mêmes paramètres matériaux) converge en une itération par incrément !
Fichiers
Mis à jour par Gérard Rio il y a plus de 9 ans
- % réalisé changé de 0 à 90
En fait les parties contraintes planes et déformations planes en viscoélasticité de Maxwell n'étaient pas opérationnelles. La prochaine version 6.695, comprendra les éléments suivants:
- Maxwell 2D en déformations planes > opérationnelle Maxwell 2D en contraintes planes > opérationnelle Maxwell 3D opérationnelle pour être utilisée via l'utilisation de la loi générale 'LOI_DEFORMATIONS_PLANES' qui permet d'imposer des contraintes planes à une loi 3D quelconque
Voici les résultats obtenus à partir du test de base proposé par Frank.
Test de traction simple sur une plaque carrée 100x100x1 mm^3. Le maillage en surface est
de 10x10 éléments à interpolation bi-linéaire en 2D et tri-linéaire en 3D
1) traction 3D: ce cas sert de référence de calcul.
Utilisation d'une loi de Maxwell avec comme conditions:
- blocage isostatique via des conditions de symétrie sur 3 plans
- chargement via un déplacement imposé de 5 mm (environ 5% de déformation)
ou chargement via une pression de 10 MPa, ceci en 10 pas de temps allant donc de 0
à 1s par pas de 0.1s => D=environ 0.5%/s
Loi de comportement :
- avec une viscosité uniquement sur la partie déviatorique
E= 1000 nu= 0.25 mu= 1000
- avec une viscosité sur la partie sphérique et déviatorique
E= 1000 nu= 0.25 mu= 1000 mu_p= 1000
- trois type de transport:
type_derivee -1 # cohérent avec la dérivée de Jauman
type_derivee 0 # cohérent avec la dérivée deux fois covariante
type_derivee 1 # cohérent avec la dérivée deux fois contravariante
2) traction 2D : utilisation de condition de contraintes planes
- soit via une loi 2D intégrant de manière intrinsèque la condition de contrainte plane
- soit via la loi générale de passage 3D - contraintes planes.
Pour ces deux types de loi il est possible d'utiliser les 3 types de transport indiqués
dans la partie 3D. De même il est possible d'utiliser une partie sphérique visqueuse ou non.
Ce que l'on regarde et éventuellement compare:
- le fait que les calculs convergent correctement
- le fait que les résultats sont cohérents (voir identiques)
- les temps de calcul
Conclusions:
a - on observe que tous les calculs convergent (3D, maxwell 2D_C, et maxwell3D > 2D_C). on obtient:
La convergence en maxwell3D -> 2D_C: 4 itérations puis 2 itérations pour les 9 incréments restants
est à comparer avec le 3D volumique: 2 itérations pour les 10 incréments
Le test ici correspond au cas d'une loi avec viscosité sphérique + déviatorique et un
chargement en pression ou linéïque, type_derivée deux fois covariante.
b - les résultats obtenus sont du même ordre sans être exactement identiques entre le 3D et
le 2D. Ceci est a priori normal compte tenu de la méthode utilisée pour mettre à jour
l'épaisseur de la plaque.
exemple pour le cas de a
une déformation d'épaisseur finale:
en 3D: -0.00253529530512
en maxwell3D -> 2D_C: -2.540783822394e-03
en maxwell2D_C -5.162091568992e-04 time = 04.51s
pour eps22
en 3D: -0.00254497862879
en maxwell3D -> 2D_C: -0.00256123209905
en maxwell2D_C: -0.0024456
- au niveau des temps de calcul, exemple pour le cas de a- on obtient:
en 3D: time = 16.75s
en maxwell3D -> 2D_C: time = 04.95s
en maxwell2D_C time = 04.51s
On peut donc dire que:
- les cas 3D et maxwell3D -> 2D_C donnent des résultats très semblables. Le maxwell2D_C
donne des différences importantes en épaisseur.
- les temps de calcul sont environ 4 fois plus faibles avec maxwell3D -> 2D_C et bizarrement
il y a très peu de différence entre maxwell2D_C et maxwell3D -> 2D_C.
Ceci étant cette dernière constatation est peut-être dû à la simplicité du test.
Mis à jour par Gérard Rio il y a plus de 9 ans
- Fichier retourFrankMaxwell.zip retourFrankMaxwell.zip ajouté
- Statut changé de Nouveau à En cours
voici les fichiers que j'ai utilisés pour les tests