工厂习语和材料模型

过几天我就要离开美国了，可能会暂时离开iMechanica几个月。万博manbetx平台在我离开之前，我想告诉你们一个c++成语这简化了在计算力学代码中多种材料模型的实现和使用。

第一本关于c++习惯用法的书是由吉姆Copilien在20世纪90年代末的某个时候，被称为“高级c++:编程风格和习惯用法”。从那时起，这些习语的概念就变得相当普遍了——以至于有了一个关于这个主题的维基教科书。

我要讲的成语是The工厂的成语。

当我试图比较一些可塑性模型时，我需要使用工厂习语。我想通过使用来避免使代码复杂化if语句或其他手动控制机制来处理输入中指定的模型。

让我一步一步地告诉你怎么做。为简单起见，让我们假设只有流动应力模型变化，其他一切保持不变。

步骤1:我们创建了一个抽象基类flowstresmodel .h。

该文件的内容为:

类FlowStressModel {

私人:

公众:

FlowStressModel ();

虚拟~ FlowStressModel ();

虚拟双computeFlowStress(const PlasticityState* state，…)= 0;

(const PlasticityState* state，…)= 0;

}；

在相应的flowstress模型中。Cc文件

# include“FlowStressModel.h”

FlowStressModel: FlowStressModel () {}

FlowStressModel:: ~ FlowStressModel () {}

步骤2:接下来，我们为流动应力模型创建一个名为FlowStressModelFactory.h的工厂

该文件包含类似的内容

类FlowStressModel;

类FlowStressModelFactory
｛
公众:
静态塑性模型*创建(问题规格& ps);
}；

这里的问题规范(ProblemSpec)是指向输入XML文件或您可能拥有的任何其他输入格式的指针。

工厂在文件FlowStressModelFactory中的实现。Cc的形式如下

# include“FlowStressModelFactory.h”

# include“LinearHardeningPlasticity.h”

# include“JohnsonCookPlasticity.h”

…。

FlowStressModel* FlowStressModelFactory::create(ProblemSpecP& ps)

｛

//首先阅读问题说明(无论你想要什么)

//获取材料类型(mat_type)

如果(mat_type == "线性硬化"){

return (new LinearHardeningPlasticity(ps));

} else if (mat_type == "johnson_cook") {

return (new JohnsonCookPlasticity(ps));

}

}

步骤3:现在我们可以实现线性硬化可塑性和JohnsonCookPlasticity模型，通过从FlowStressModel类中导出它们并使它们具体化。例如，对于JohnsonCookPlasticity模型，我们有一个johnsoncookplastic .h文件，其中包含

# include“FlowStressModel.h”

类JohnsonCookPlasticity:公共flowstress模型

｛

私人:

LocalModelData d_data;

公众:

JohsonCookPlasticity (ProblemSpecP& ps);

虚拟~ JohnsonCookPlasticity ();

double computeFlowStress(const PlasticityState* state，…)

(const PlasticityState* state，…);

}

该模型的实现在JohnsonCookPlasticity中。Cc包含类似的东西

# include“JohnsonCookPlasticity.h”

JohnsonCookPlasticity:: JohnsonCookPlasticity (ProblemSpecP& ps)

｛

//从输入文件中读取内容并创建对象

}

JohnsonCookPlasticity:: ~ JohnsonCookPlasticity ()

｛

//删除任何需要删除的内容

}

双

::computeFlowStress(const PlasticityState* state，…)

｛

//在这里计算实际的流动应力

}

双

JohnsonCookPlasticity:: computeDsigDep(const PlasticityState* state，…)

｛

//计算流动应力对塑性应变的导数

}

添加其他流动应力模型遵循相同的模式。您所要做的就是为模型创建代码，并向工厂添加一行代码。

步骤4:最后一步是将这些信息添加到弹塑性应力更新代码中。让我们假设这个类叫做ElasticPlastic。然后，文件ElasticPlastic.h将具有该表单

# include“FlowStressModel.h”

．...．

类ElasticPlastic {

公众:

．...．

保护:

FlowStressModel * d_flowStress;

．...．

公众:

ElasticPlastic (ProblemSpecP& ps);

~ ElasticPlastic ();

void computeStress(Matrix& stress);

……

}；

在ElasticPlastic的实际实现中(即在ElasticPlastic。Cc文件)

# include“ElasticPlastic.h”

# include“FlowStressModelFactory.h”

…

ElasticPlastic:: ElasticPlastic (ProblemSpecP& ps)

｛

//阅读所有其他的东西，你需要的弹性塑料模型

//创建流动应力模型

d_flowStress = FlowStressModelFactory::创建(ps);

}

ElasticPlastic:: ~ ElasticPlastic ()

｛

//删除所有需要删除的内容

//删除流应力模型

删除d_flowStress;

}

无效

弹性塑性:计算应力(矩阵和应力)

｛

//在计算流动应力之前做任何需要做的事情

//设置塑性状态

* state = new PlasticityState();

//计算流动应力

double flowStress = d_flowStress->computeFlowStress(state， ....);

}

因此，您已经使代码比其他方式更干净，更直观。

这是我们在犹他大学广泛使用的基本理念。我们的输入文件是XML格式的，可以很容易地输入和输出数百个材质模型，而无需用户或编码器为if语句是否正确完成而烦恼。例如，如果原始输入文件包含类似的内容

90.0e6

< c > 0.025
0.31
1.09
< / flow_stress_model >

然后，所有用户需要做的就是切换到线性强化模型，而是写入

90.0e6

< / plasticity_model >

一切都和以前一模一样，只是换了一种新模式。

希望这对你们中的一些人有所帮助。

——Biswajit