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MFront : les lois de comportement à la portée de tous

8 mars 2016

par J.-M. Proix, EDF R&D / AMA

Vous souhaitez développer facilement un comportement mécanique ? MFront est fait pour vous.
Il vous permet de définir vos lois de comportement de façon simple, proche des équations physiques, sans avoir à vous soucier des méthodes de résolution : plusieurs algorithmes sont en effet proposés. Il est ensuite très simple d’utiliser ces lois directement dans un calcul avec Code_Aster.

De quoi s’agit-il ?

MFront est un générateur de lois de comportement développé par le CEA dans le cadre de la plateforme logicielle de simulation du combustible PLEIADES. Il se présente sous la forme d’une bibliothèque logicielle qui dispose d’interfaces pour plusieurs solveurs mécaniques dont Code_Aster, il propose également un outil de résolution sur un point matériel (MTest).
Depuis octobre 2014, MFront est diffusé en Open Source sous la double licence GPL et CECILL-A. Le site web http://tfel.sourceforge.net a été ouvert pour l’occasion, il donne accès au téléchargement du produit, à une documentation complète incluant des supports de formation et un tutoriel, à un outil de demande d’évolution et de déclaration d’anomalies (bugtracker) ainsi qu’à un forum.

Couplage avec Code_Aster

Le couplage entre Code_Aster et MFront est d’ores-et-déjà opérationnel et de nombreux tests ont permis d’en montrer l’efficacité. Parmi la vingtaine de lois testées avec Code_Aster, on peut citer :

  • les lois élasto-visco-plastiques ; (MFRON01, [V1.03.126]) ;
  • les lois de comportement de béton et de sols (MFRON02, [V1.03.127]) ;
  • les lois de plasticité cristallines (MFRON03, [V1.03.128]) ;
  • les lois avec métallurgie (MFRON04, [V1.03.129]) ;
  • les lois avec endommagement (MFRON05, [V1.03.130]).

Ces comportements sont utilisables dans Code_Aster via l’interface MFront pour les modélisations 3D, 2D, coques, THM et pour les éléments de joints. Les grandes déformations peuvent être utilisées avec le formalisme GDEF_LOG dans Code_Aster. De plus, MFront produit un code efficace, car les opérations tensorielles sont optimisées comme le montrent les benchmarks réalisés avec des comportements équivalents de Code_Aster.

A peine le comportement développé, il peut être testé à l’aide de MTest qui peut aussi être utilisé pour le recalage de paramètres à l’aide du module ADAO de SALOME.

Fluage d’une éprouvette entaillée en grandes déformations
Temps CPU Pas de temps Itérations
MFront 4 m 57 s 601 1810
Code_Aster 8 m 58 s 601 1811
Comparaison des performances MFront - Code_Aster sur une loi de Hayhurst en grandes déformations