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doc:user:elements:volumes:hyper_materials [2025/02/03 14:33] – [MooneyRivlinHyperMaterial] vanhulledoc:user:elements:volumes:hyper_materials [2025/02/24 15:07] (current) – vanhulle
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 === Parameters === === Parameters ===
-^   Name                                                  ^  Metafor Code  ^ +^   Name                                                  ^  Metafor Code  ^ Dependency ^ 
-| Density                                                 |''MASS_DENSITY''| +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  | 
-| NeoHookean coefficient ($C_1$)                          | ''RUBBER_C1''  |  +| NeoHookean coefficient ($C_1$)                          |  ''RUBBER_C1''  |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |''RUBBER_PENAL''| +| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |  ''RUBBER_PENAL''  |  ''TO/TM''  | 
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   | 
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
 +===== TmNeoHookeanHyperMaterial =====
 +<note important> **Metafor version $\geq$ 3554** </note>
 +=== Description ===
 +Neo-Hookean hyperelastic law, using a ''Cauchy'' stress tensor $\boldsymbol{\sigma}$, stress in the current configuration.
 +
 +Here, the ''TEMP'' parameter is not relevant anymore.
 +
 +=== Parameters ===
 +^   Name                                                  ^  Metafor Code  ^ Dependency ^
 +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  |
 +| NeoHookean coefficient ($C_1$)                          |  ''RUBBER_C1''  |  ''TO/TM''  |
 +| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |  ''RUBBER_PENAL''  |  ''TO/TM''  |
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
 +| Conductivity                                            |    ''CONDUCTIVITY''   |  ''TO/TM''  |
 +| Heat capacity                                           |   ''HEAT_CAPACITY''   |  ''TO/TM''  |
 +| Dissipated thermoelastic power fraction                 |     ''DISSIP_TE''     |      -      |
 +| Dissipated (visco)plastic power fraction (Taylor-Quinney factor)  |     ''DISSIP_TQ''     |      -      |
 ===== MooneyRivlinHyperMaterial ===== ===== MooneyRivlinHyperMaterial =====
  
Line 33: Line 52:
  
 === Parameters === === Parameters ===
-^   Name                             ^  Metafor Code           ^  +^   Name                             ^  Metafor Code           ^  Dependency ^ 
-| Density                            |''MASS_DENSITY''         |   +| Density                            |  ''MASS_DENSITY''         |  ''TO/TM''  | 
-| Mooney-Rivlin coefficient ($C_1$)  | ''RUBBER_C1''           |   +| Mooney-Rivlin coefficient ($C_1$)  |   ''RUBBER_C1''           |  ''TO/TM''  | 
-| Mooney-Rivlin coefficient ($C_2$)  | ''RUBBER_C2''           |   +| Mooney-Rivlin coefficient ($C_2$)  |   ''RUBBER_C2''           |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)       |''RUBBER_PENAL''         |  +| Initial bulk modulus ($k_0$)       |  ''RUBBER_PENAL''         |  ''TO/TM''  | 
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   | 
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
  
 <WRAP center round important 60%> <WRAP center round important 60%>
 +**Version < 3554**\\
 This material has no analytical material tangent stiffness. The latter should be computed by pertubation (global or material). \\ This material has no analytical material tangent stiffness. The latter should be computed by pertubation (global or material). \\
 See ''STIFFMETHOD'' in the element properties of [[doc:user:elements:volumes:volumeelement|Volume elements]]. See ''STIFFMETHOD'' in the element properties of [[doc:user:elements:volumes:volumeelement|Volume elements]].
 </WRAP> </WRAP>
 +
 +===== TmMooneyRivlinHyperMaterial =====
 +<note important> **Metafor version $\geq$ 3554** </note>
 +=== Description ===
 +
 +Mooney-Rivlin hyperelastic law, using a ''Cauchy'' stress tensor $\boldsymbol{\sigma}$, stress in the current configuration.
 +
 +Here, the ''TEMP'' parameter is not relevant anymore.
 +
 +=== Parameters ===
 +^   Name                                                  ^  Metafor Code  ^ Dependency ^
 +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  |
 +| Mooney-Rivlin coefficient ($C_1$)                          |  ''RUBBER_C1''  |  ''TO/TM''  |
 +| Mooney-Rivlin coefficient ($C_2$)  |   ''RUBBER_C2''           |  ''TO/TM''  |
 +| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |  ''RUBBER_PENAL''  |  ''TO/TM''  |
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
 +| Conductivity                                            |    ''CONDUCTIVITY''   |  ''TO/TM''  |
 +| Heat capacity                                           |   ''HEAT_CAPACITY''   |  ''TO/TM''  |
 +| Dissipated thermoelastic power fraction                 |     ''DISSIP_TE''     |      -      |
 +| Dissipated (visco)plastic power fraction (Taylor-Quinney factor)  |     ''DISSIP_TQ''     |      -      |
  
 ===== HolzapfelGasserOgdenHyperMaterial ===== ===== HolzapfelGasserOgdenHyperMaterial =====
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 (Quasi-)incompressibility is treated by a volumetric/deviatoric multiplicative split of the deformation gradient, i.e.  $\bar{\mathbf{F}} = J^{-1/3}\mathbf{F}$. Hence the deviatoric potential is based on reduced invariants of $\bar{\mathbf{b}} =\bar{\mathbf{F}}\bar{\mathbf{F}}^T $. (Quasi-)incompressibility is treated by a volumetric/deviatoric multiplicative split of the deformation gradient, i.e.  $\bar{\mathbf{F}} = J^{-1/3}\mathbf{F}$. Hence the deviatoric potential is based on reduced invariants of $\bar{\mathbf{b}} =\bar{\mathbf{F}}\bar{\mathbf{F}}^T $.
  
-The strain-energy density function $W$ is expressed as the sum of an **isotropic** (=**matrix**) and **anisotropic** (=**fibers**) contribution.+The strain-energy density function $W$ is expressed as the sum of an **isotropic** (=**matrix**) and **anisotropic** (=**fibers**) contribution:
 $$ $$
 W\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4,J \right) = W_{iso}\left(\bar{I}_1,J \right) + W_{ani}\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4\right) W\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4,J \right) = W_{iso}\left(\bar{I}_1,J \right) + W_{ani}\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4\right)
 $$ $$
  
-The **isotropic** contribution takes the form of a **generalized Neo-Hookean** model+The **isotropic** contribution takes the form of a **generalized Neo-Hookean** model:
 $$ $$
 W_{iso}\left(\bar{I}_1,J \right) = C_1\left(\bar{I}_1 -3\right) +K f\left(J\right) = C_1\left(\bar{I}_1 -3\right) +\frac{k_0}{2}\text{ln}^2 J W_{iso}\left(\bar{I}_1,J \right) = C_1\left(\bar{I}_1 -3\right) +K f\left(J\right) = C_1\left(\bar{I}_1 -3\right) +\frac{k_0}{2}\text{ln}^2 J
 $$ $$
  
-The **anisotropic** contribution to the strain energy density function writes+The **anisotropic** contribution to the strain energy density function writes:
 $$ $$
 W_{ani}\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4\right) = \frac{k_1}{2k_2} \sum_{\alpha=1}^n \left[ e^{k_2\left<E_\alpha \right>^2} - 1 \right] = \frac{k_1}{2k_2} \sum_{\alpha=1}^n \left[ e^{k_2\left<d(\bar{I}_1-3)+(1-3d)(\bar{I}_4^\alpha - 1)\right>^2} - 1 \right], W_{ani}\left(\bar{I}_1,\bar{I}_4\right) = \frac{k_1}{2k_2} \sum_{\alpha=1}^n \left[ e^{k_2\left<E_\alpha \right>^2} - 1 \right] = \frac{k_1}{2k_2} \sum_{\alpha=1}^n \left[ e^{k_2\left<d(\bar{I}_1-3)+(1-3d)(\bar{I}_4^\alpha - 1)\right>^2} - 1 \right],
Line 102: Line 144:
 === Parameters === === Parameters ===
  
-^   Name                                                  ^     Metafor Code   ^ +^   Name                                                  ^     Metafor Code   ^ Dependency ^ 
-| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  | +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |    ''HYPER_K0''    | +| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |    ''HYPER_K0''    |  ''TO/TM''  | 
-| Initial shear modulus ($g_0$)                           |    ''HYPER_G0''    |+| Initial shear modulus ($g_0$)                           |    ''HYPER_G0''    |  ''TO/TM''  | 
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   | 
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
 ===== LogarihtmicHyperPk2Material ===== ===== LogarihtmicHyperPk2Material =====
Line 113: Line 157:
 Logarithmic hyperelastic law, using a ''PK2'' tensor. Logarithmic hyperelastic law, using a ''PK2'' tensor.
  
-The potential per unit volume is computed based on the average compressibility of the element, ($q$): +The potential per unit volume is computed based on the average compressibility of the element, ($\theta$): 
  
 $$ $$
Line 127: Line 171:
 === Parameters === === Parameters ===
  
-^   Name                                             ^     Metafor Code     ^ +^   Name                                             ^     Metafor Code     ^ Dependency ^ 
-| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  | +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)  |    ''HYPER_K0''    | +| Initial bulk modulus ($k_0$)  |    ''HYPER_K0''    |  ''TO/TM''  | 
-| Initial shear modulus ($g_0$)     |    ''HYPER_G0''    | +| Initial shear modulus ($g_0$)     |    ''HYPER_G0''    |  ''TO/TM''  | 
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   | 
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  | 
  
 ===== EvpIsoHLogarithmicHyperPk2Material ===== ===== EvpIsoHLogarithmicHyperPk2Material =====
Line 152: Line 199:
  
 ^   Name                                                                     ^     Metafor Code     ^  Dependency ^ ^   Name                                                                     ^     Metafor Code     ^  Dependency ^
-| Density                                                                    |  ''MASS_DENSITY''  |    -     | +| Density                                                                    |  ''MASS_DENSITY''  |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)                                               |    ''HYPER_K0''    |    -     | +| Initial bulk modulus ($k_0$)                                               |    ''HYPER_K0''    |  ''TO/TM''  | 
-| Initial shear modulus ($g_0$)                                              |    ''HYPER_G0''    |    -     | +| Initial shear modulus ($g_0$)                                              |    ''HYPER_G0''    |  ''TO/TM''  |
 | Number of the material law which defines the yield stress $\sigma_{yield}$ |    ''YIELD_NUM''   |    -     | | Number of the material law which defines the yield stress $\sigma_{yield}$ |    ''YIELD_NUM''   |    -     |
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   |
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
 ===== FunctionBasedHyperPk2Material ===== ===== FunctionBasedHyperPk2Material =====
Line 174: Line 223:
  
 ^   Name                                                  ^     Metafor Code     ^  Dependency ^ ^   Name                                                  ^     Metafor Code     ^  Dependency ^
-| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''           |    -     | +| Density                                                 |  ''MASS_DENSITY''           |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |    ''HYPER_K0''             |    -     | +| Initial bulk modulus ($k_0$)                            |    ''HYPER_K0''             |  ''TO/TM''  | 
-| Number of the hyperelastic law                          |    ''HYPER_FUNCTION_NO''    |    -     | +| Number of the hyperelastic law                          |    ''HYPER_FUNCTION_NO''    |    -     | 
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   | 
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
  
Line 219: Line 270:
  
 ^   Name                                             ^     Metafor Code     ^  Dependency ^ ^   Name                                             ^     Metafor Code     ^  Dependency ^
-| Density                                                 |    ''MASS_DENSITY''         |    -     | +| Density                                                 |    ''MASS_DENSITY''         |  ''TO/TM''  | 
-| Initial bulk modulus ($k_0$)  |    ''HYPER_K0''             |    -     |+| Initial bulk modulus ($k_0$)  |    ''HYPER_K0''             |  ''TO/TM''  |
 | Number of the main viscoelastic law              |    ''MAIN_FUNCTION_NO''     |    -     |  | Number of the main viscoelastic law              |    ''MAIN_FUNCTION_NO''     |    -     | 
 | Number of the first Maxwell viscoelastic law      |    ''MAXWELL_FUNCTION_NO1'' |    -     | | Number of the first Maxwell viscoelastic law      |    ''MAXWELL_FUNCTION_NO1'' |    -     |
 | Number of the second Maxwell viscoelastic law (optional)    |    ''MAXWELL_FUNCTION_NO2'' |    -     | | Number of the second Maxwell viscoelastic law (optional)    |    ''MAXWELL_FUNCTION_NO2'' |    -     |
 | Number of the third Maxwell viscoelastic law (optional)    |    ''MAXWELL_FUNCTION_NOI'' |    -     | | Number of the third Maxwell viscoelastic law (optional)    |    ''MAXWELL_FUNCTION_NOI'' |    -     |
 +| Material temperature evolution law                      |  ''TEMP''  |    ''TM''   |
 +| Thermal expansion coefficient ($\alpha$)                |  ''THERM_EXPANSION''  |  ''TO/TM''  |
  
doc/user/elements/volumes/hyper_materials.1738589626.txt.gz · Last modified: 2025/02/03 14:33 by vanhulle
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