src/solidModels/constitutiveModel/cohesiveLaws/cohesiveLaw/cohesiveLaw.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | foam-extend: Open Source CFD
   4    \\    /   O peration     | Version:     3.2
   5     \\  /    A nd           | Web:         http://www.foam-extend.org
   6      \\/     M anipulation  | For copyright notice see file Copyright
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of foam-extend.
  10
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  16     foam-extend is distributed in the hope that it will be useful, but
  17     WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  20
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  22     along with foam-extend.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 Class
  25     cohesiveLaw
  26
  27 Description
  28     Cohesive law for solids.
  29     The cohesive properties are kept separate from the mechanical properties
  30     which are kept in rheologyLaw.
  31
  32 SourceFiles
  33     cohesiveLaw.C
  34     newCohesiveLaw.C
  35
  36 Author
  37     Philip Cardiff UCD
  38
  39 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  40
  41 #ifndef cohesiveLaw_H
  42 #define cohesiveLaw_H
  43
  44 #include "IOdictionary.H"
  45 #include "typeInfo.H"
  46 #include "runTimeSelectionTables.H"
  47 #include "volFields.H"
  48 #include "tmp.H"
  49 #include "autoPtr.H"
  50
  51 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  52
  53 namespace Foam
  54 {
  55
  56 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  57                          Class cohesiveLaw Declaration
  58 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  59
  60 class cohesiveLaw
  61 {
  62     // Private data
  63
  64         //- Name
  65         const word name_;
  66
  67         //- Reference to stress field
  68         const volSymmTensorField& sigma_;
  69
  70     // Private Member Functions
  71
  72         //- Disallow copy construct
  73         cohesiveLaw(const cohesiveLaw&);
  74
  75         //- Disallow default bitwise assignment
  76         void operator=(const cohesiveLaw&);
  77
  78
  79 protected:
  80
  81         //- Return reference to mesh
  82         const fvMesh& mesh() const
  83         {
  84             return sigma_.mesh();
  85         }
  86
  87         //- Return reference to stress field
  88         const volSymmTensorField& sigma() const
  89         {
  90             return sigma_;
  91         }
  92
  93
  94 public:
  95
  96     //- Runtime type information
  97     TypeName("cohesiveLaw");
  98
  99
 100     // Declare run-time constructor selection table
 101
 102         declareRunTimeSelectionTable
 103         (
 104             autoPtr,
 105             cohesiveLaw,
 106             dictionary,
 107             (
 108                 const word name,
 109                 const volSymmTensorField& sigma,
 110                 const dictionary& dict
 111             ),
 112             (name, sigma, dict)
 113         );
 114
 115
 116     // Selectors
 117
 118         //- Return a reference to the selected rheology model
 119         static autoPtr<cohesiveLaw> New
 120         (
 121             const word& name,
 122             const volSymmTensorField& sigma,
 123             const dictionary& dict
 124         );
 125
 126
 127     // Constructors
 128
 129         //- Construct from dictionary
 130         cohesiveLaw
 131         (
 132             const word& name,
 133             const volSymmTensorField& sigma,
 134             const dictionary& dict
 135         );
 136
 137
 138     // Destructor
 139
 140         virtual ~cohesiveLaw()
 141         {}
 142
 143
 144     // Member Functions
 145
 146         //- Return name
 147         const word& name() const
 148         {
 149             return name_;
 150         }
 151
 152         //- Return materials
 153     virtual tmp<volScalarField> materials() const = 0;
 154
 155         //-  Return sigmaMax for interface given two material indicators
 156         virtual scalar interfaceSigmaMax(double mat1, double mat2) const
 157     {
 158         return 0;
 159     }
 160
 161         //-  Return tauMax for interface given two material indicators
 162         virtual scalar interfaceTauMax(double mat1, double mat2) const
 163     {
 164         return 0;
 165     }
 166
 167         //-  Return GIc for interface given two material indicators
 168         virtual scalar interfaceGIc(double mat1, double mat2) const
 169     {
 170         return 0;
 171     }
 172
 173         //-  Return GIIc for interface given two material indicators
 174         virtual scalar interfaceGIIc(double mat1, double mat2) const
 175     {
 176         return 0;
 177     }
 178
 179         //- Return opening cohesive strength - surface field
 180         virtual scalar sigmaMaxValue() const = 0;
 181         virtual tmp<surfaceScalarField> sigmaMax() const = 0;
 182
 183         //- Return shearing cohesive strength - surface field
 184         virtual scalar tauMaxValue() const = 0;
 185         virtual tmp<surfaceScalarField> tauMax() const = 0;
 186
 187         //- Return Mode I fracture energy - surface field
 188         virtual scalar GIcValue() const = 0;
 189         virtual tmp<surfaceScalarField> GIc() const = 0;
 190
 191         //- Return Mode II fracture energy - surface field
 192         virtual scalar GIIcValue() const = 0;
 193         virtual tmp<surfaceScalarField> GIIc() const = 0;
 194
 195         //- Return tractions during damage given current deltas and Gs
 196         virtual void damageTractions
 197     (
 198      scalar& tN, // current normal traction
 199      scalar& tS, // current shear traction
 200      const scalar deltaN, // current deltaN
 201      const scalar deltaS, // current deltaS
 202      const scalar GI, // current dissipated GI
 203      const scalar GII, // current dissipated GII
 204      const label faceID, // needed for multi-mat
 205      const scalarField& globalPatchMaterials
 206      ) const = 0;
 207
 208     //- Return interface traction
 209         //- hmmnn this should not be here - maybe put in solidInterface
 210     virtual tmp<surfaceVectorField> interfaceTraction
 211     (
 212      surfaceVectorField n,
 213      volVectorField U,
 214      volTensorField gradU,
 215      volScalarField mu,
 216      volScalarField lambda
 217      ) const = 0;
 218
 219         //- Correct the rheological model
 220         virtual void correct() = 0;
 221 };
 222
 223
 224 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 225
 226 } // End namespace Foam
 227
 228 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 229
 230 #endif
 231
 232 // ************************************************************************* //