Modified test after morefactoring the calcAelem function.
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5789631fdc
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237152c900
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@ -30,178 +30,209 @@ using namespace fea;
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class beamFEATest : public testing::Test {
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protected:
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||||
beamFEATest() : JOB_L_BRACKET(), BCS_L_BRACKET(0), FORCES_L_BRACKET(0),
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||||
JOB_CANTILEVER(), BCS_CANTILEVER(0), FORCES_CANTILEVER(0),
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||||
assembleK3D() { };
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||||
beamFEATest()
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||||
: JOB_L_BRACKET(), BCS_L_BRACKET(0), FORCES_L_BRACKET(0),
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||||
JOB_CANTILEVER(), BCS_CANTILEVER(0), FORCES_CANTILEVER(0),
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||||
assembleK3D(){};
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virtual void SetUp() {
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using namespace fea;
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virtual void SetUp() {
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using namespace fea;
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// L-bracket setup
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std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
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Props PROPS1(10.0, 10.0, 10.0, 10.0, normal_vec);
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||||
Props PROPS2(10.0, 1.0, 1.0, 10.0, normal_vec);
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||||
// L-bracket setup
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||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
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||||
Props PROPS1(10.0, 10.0, 10.0, 10.0, normal_vec);
|
||||
Props PROPS2(10.0, 1.0, 1.0, 10.0, normal_vec);
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||||
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||||
std::vector<Node> NODES = {Node(0.0, 0.0, 0.0), Node(1.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 1.0)};
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||||
std::vector<Elem> ELEMS = {Elem(0, 1, PROPS1), Elem(1, 2, PROPS1), Elem(2, 3, PROPS2)};
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||||
std::vector<Node> NODES = {Node(0.0, 0.0, 0.0), Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 1.0)};
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||||
std::vector<Elem> ELEMS = {Elem(0, 1, PROPS1), Elem(1, 2, PROPS1),
|
||||
Elem(2, 3, PROPS2)};
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||||
JOB_L_BRACKET = Job(NODES, ELEMS);
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||||
JOB_L_BRACKET = Job(NODES, ELEMS);
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||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
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||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
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||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
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||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 1, 0.5);
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 1, 0.5);
|
||||
|
||||
BCS_L_BRACKET = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
BCS_L_BRACKET = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
|
||||
// cantilever setup
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||||
std::vector<double> normal_cantilever = {0.0, 0.0, 1.0};
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||||
Props props_cantilever(1.0, 1.0, 1.0, 1.0, normal_cantilever);
|
||||
std::vector<Node> nodes_cantilever = {Node(0.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0)};
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||||
// cantilever setup
|
||||
std::vector<double> normal_cantilever = {0.0, 0.0, 1.0};
|
||||
Props props_cantilever(1.0, 1.0, 1.0, 1.0, normal_cantilever);
|
||||
std::vector<Node> nodes_cantilever = {Node(0.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0)};
|
||||
|
||||
std::vector<Elem> elems_cantilever = {Elem(0, 1, props_cantilever)};
|
||||
std::vector<Elem> elems_cantilever = {Elem(0, 1, props_cantilever)};
|
||||
|
||||
BCS_CANTILEVER = {BC(0, 0, 0.0),
|
||||
BC(0, 1, 0.0),
|
||||
BC(0, 2, 0.0),
|
||||
BC(0, 3, 0.0),
|
||||
BC(0, 4, 0.0),
|
||||
BC(0, 5, 0.0)};
|
||||
BCS_CANTILEVER = {BC(0, 0, 0.0), BC(0, 1, 0.0), BC(0, 2, 0.0),
|
||||
BC(0, 3, 0.0), BC(0, 4, 0.0), BC(0, 5, 0.0)};
|
||||
|
||||
FORCES_CANTILEVER = {Force(1, 1, 0.1)};
|
||||
FORCES_CANTILEVER = {Force(1, 1, 0.1)};
|
||||
|
||||
JOB_CANTILEVER = Job(nodes_cantilever, elems_cantilever);
|
||||
}
|
||||
JOB_CANTILEVER = Job(nodes_cantilever, elems_cantilever);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Job JOB_L_BRACKET;
|
||||
std::vector<BC> BCS_L_BRACKET;
|
||||
std::vector<Force> FORCES_L_BRACKET;
|
||||
Job JOB_L_BRACKET;
|
||||
std::vector<BC> BCS_L_BRACKET;
|
||||
std::vector<Force> FORCES_L_BRACKET;
|
||||
|
||||
Job JOB_CANTILEVER;
|
||||
std::vector<BC> BCS_CANTILEVER;
|
||||
std::vector<Force> FORCES_CANTILEVER;
|
||||
Job JOB_CANTILEVER;
|
||||
std::vector<BC> BCS_CANTILEVER;
|
||||
std::vector<Force> FORCES_CANTILEVER;
|
||||
|
||||
GlobalStiffAssembler assembleK3D;
|
||||
GlobalStiffAssembler assembleK3D;
|
||||
|
||||
public:
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||||
EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW;
|
||||
EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW;
|
||||
};
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||||
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||||
TEST_F(beamFEATest, TransformsLocalToGlobalCoords) {
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||||
// test that identity matrix is recovered if local axes == global axes
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||||
Eigen::Vector3d nx(1.0, 0.0, 0.0);
|
||||
Eigen::Vector3d nz(0.0, 0.0, 1.0);
|
||||
// test that identity matrix is recovered if local axes == global axes
|
||||
Eigen::Vector3d nx(1.0, 0.0, 0.0);
|
||||
Eigen::Vector3d nz(0.0, 0.0, 1.0);
|
||||
const Eigen::Vector3d ny = nz.cross(nx).normalized();
|
||||
RotationMatrix r;
|
||||
r.row(0) = nx;
|
||||
r.row(1) = ny;
|
||||
r.row(2) = nz;
|
||||
|
||||
assembleK3D.calcAelem(nx, nz);
|
||||
assembleK3D.calcAelem(r);
|
||||
|
||||
LocalMatrix Aelem = assembleK3D.getAelem();
|
||||
LocalMatrix Aelem = assembleK3D.getAelem();
|
||||
|
||||
LocalMatrix expected;
|
||||
expected.setIdentity();
|
||||
LocalMatrix expected;
|
||||
expected.setIdentity();
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < Aelem.rows(); ++i) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected(i), Aelem(i));
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < Aelem.rows(); ++i) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected(i), Aelem(i));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
TEST_F(beamFEATest, AssemblesElementalStiffness) {
|
||||
|
||||
assembleK3D.calcKelem(0, JOB_L_BRACKET);
|
||||
LocalMatrix Kelem = assembleK3D.getKelem();
|
||||
assembleK3D.calcKelem(0, JOB_L_BRACKET);
|
||||
LocalMatrix Kelem = assembleK3D.getKelem();
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected =
|
||||
{{10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 120., 0., 0., 0., 60., 0., -120., 0., 0., 0., 60.},
|
||||
{0., 0., 120., 0., -60., 0., 0., 0., -120., 0., -60., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 40., 0., 0., 0., 60., 0., 20., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 40., 0., -60., 0., 0., 0., 20.},
|
||||
{-10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., -120., 0., 0., 0., -60., 0., 120., 0., 0., 0., -60.},
|
||||
{0., 0., -120., 0., 60., 0., 0., 0., 120., 0., 60., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 20., 0., 0., 0., 60., 0., 40., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 20., 0., -60., 0., 0., 0., 40.}};
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 120., 0., 0., 0., 60., 0., -120., 0., 0., 0., 60.},
|
||||
{0., 0., 120., 0., -60., 0., 0., 0., -120., 0., -60., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 40., 0., 0., 0., 60., 0., 20., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 40., 0., -60., 0., 0., 0., 20.},
|
||||
{-10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., -120., 0., 0., 0., -60., 0., 120., 0., 0., 0., -60.},
|
||||
{0., 0., -120., 0., 60., 0., 0., 0., 120., 0., 60., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 20., 0., 0., 0., 60., 0., 40., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 20., 0., -60., 0., 0., 0., 40.}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < expected.size(); i++) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < expected[i].size(); j++) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], Kelem(i, j));
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < expected.size(); i++) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < expected[i].size(); j++) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], Kelem(i, j));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
TEST_F(beamFEATest, AssemblesGlobalStiffness) {
|
||||
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||||
unsigned int dofs_per_elem = 6;
|
||||
unsigned int dofs_per_elem = 6;
|
||||
|
||||
// calculate size of global stiffness matrix and force vector
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||||
size_t size = dofs_per_elem * JOB_L_BRACKET.nodes.size() + FORCES_L_BRACKET.size();
|
||||
// calculate size of global stiffness matrix and force vector
|
||||
size_t size =
|
||||
dofs_per_elem * JOB_L_BRACKET.nodes.size() + FORCES_L_BRACKET.size();
|
||||
|
||||
// construct global stiffness matrix and force vector
|
||||
SparseMat Kg(size, size);
|
||||
// construct global stiffness matrix and force vector
|
||||
SparseMat Kg(size, size);
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
|
||||
assembleK3D(Kg, JOB_L_BRACKET, ties);
|
||||
assembleK3D(Kg, JOB_L_BRACKET, ties);
|
||||
|
||||
GlobalStiffMatrix KgDense(Kg);
|
||||
GlobalStiffMatrix KgDense(Kg);
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected =
|
||||
{{10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 120., 0., 0., 0., 60., 0., -120., 0., 0., 0., 60., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 120., 0., -60., 0., 0., 0., -120., 0., -60., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 40., 0., 0., 0., 60., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 40., 0., -60., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{-10., 0., 0., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., -120., 0., 0., 0., -60., 0., 240., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., 0., 0., 60., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -120., 0., 60., 0., 0., 0., 240., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., -60., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 80., 0., 0., 0., 60., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 80., 0., -60., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 22., 0., 0., 0., 6., 0., -12., 0., 0., 0., 6., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., 0., 0., -60., 0., 132., 0., -6., 0., -60., 0., -12., 0., -6., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., 60., 0., 0., 0., 130., 0., 60., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., -6., 0., 14., 0., 0., 0., 6., 0., 2., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -60., 0., 20., 0., 6., 0., 60., 0., 44., 0., -6., 0., 0., 0., 2., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 60., 0., 0., 0., 20., 0., -60., 0., 0., 0., 50., 0., 0., 0., 0., 0., -10.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -12., 0., 0., 0., -6., 0., 12., 0., 0., 0., -6., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -12., 0., 6., 0., 0., 0., 12., 0., 6., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -6., 0., 2., 0., 0., 0., 6., 0., 4., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 6., 0., 0., 0., 2., 0., -6., 0., 0., 0., 4., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10.}};
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 120., 0., 0., 0., 60., 0., -120., 0., 0., 0., 60.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 120., 0., -60., 0., 0., 0., -120., 0., -60., 0.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 10., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 40., 0., 0., 0., 60., 0., 20., 0.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 40., 0., -60., 0., 0., 0., 20.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{-10., 0., 0., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
-10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., -120., 0., 0., 0., -60., 0., 240., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., -120., 0., 0., 0., 60., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -120., 0., 60., 0., 0., 0., 240., 0., 0., 0.,
|
||||
0., 0., -120., 0., -60., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 20., 0., 0.,
|
||||
0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., -60., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 80., 0.,
|
||||
0., 0., 60., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 60., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 80.,
|
||||
0., -60., 0., 0., 0., 20., 0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
22., 0., 0., 0., 6., 0., -12., 0., 0., 0., 6., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., 0., 0., -60.,
|
||||
0., 132., 0., -6., 0., -60., 0., -12., 0., -6., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -120., 0., 60., 0.,
|
||||
0., 0., 130., 0., 60., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0.,
|
||||
0., -6., 0., 14., 0., 0., 0., 6., 0., 2., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., -60., 0., 20., 0.,
|
||||
6., 0., 60., 0., 44., 0., -6., 0., 0., 0., 2., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 60., 0., 0., 0., 20.,
|
||||
0., -60., 0., 0., 0., 50., 0., 0., 0., 0., 0., -10.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
-12., 0., 0., 0., -6., 0., 12., 0., 0., 0., -6., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., -12., 0., 6., 0., 0., 0., 12., 0., 6., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., -6., 0., 2., 0., 0., 0., 6., 0., 4., 0., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
6., 0., 0., 0., 2., 0., -6., 0., 0., 0., 4., 0.},
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
|
||||
0., 0., 0., 0., 0., -10., 0., 0., 0., 0., 0., 10.}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < expected.size(); i++) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < expected[i].size(); j++) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], KgDense(i, j));
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < expected.size(); i++) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < expected[i].size(); j++) {
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], KgDense(i, j));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectNodalDisplacementsNoTies) {
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
Summary summary = solve(JOB_L_BRACKET, BCS_L_BRACKET, FORCES_L_BRACKET, ties, equations, Options());
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
Summary summary = solve(JOB_L_BRACKET, BCS_L_BRACKET, FORCES_L_BRACKET, ties,
|
||||
equations, Options());
|
||||
|
||||
// the first 4 rows check nodal displacements
|
||||
// the last row is associated with the reaction
|
||||
// forces due to enforcing the BCs.
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.16666666666666666, 0., -0.125, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.5, 0., -0.4375, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.625, 0., -0.625, 0., 1.25, -0.625}};
|
||||
// the first 4 rows check nodal displacements
|
||||
// the last row is associated with the reaction
|
||||
// forces due to enforcing the BCs.
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.16666666666666666, 0., -0.125, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.5, 0., -0.4375, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.625, 0., -0.625, 0., 1.25, -0.625}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1.e-10);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1.e-10);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// In this test I create the same mesh as above with 1 exception
|
||||
|
|
@ -210,101 +241,98 @@ TEST_F(beamFEATest, CorrectNodalDisplacementsNoTies) {
|
|||
// functioning properly, the ties should behave the same as having
|
||||
// rigid nodal joints, at least to several decimal places.
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectNodalDisplacementsWithStiffTies) {
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
Props props1(10.0, 10.0, 10.0, 10.0, normal_vec);
|
||||
Props props2(10.0, 1.0, 1.0, 10.0, normal_vec);
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
Props props1(10.0, 10.0, 10.0, 10.0, normal_vec);
|
||||
Props props2(10.0, 1.0, 1.0, 10.0, normal_vec);
|
||||
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 1.0)};
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props1), Elem(2, 3, props1), Elem(3, 4, props2)};
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0), Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 1.0)};
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props1), Elem(2, 3, props1),
|
||||
Elem(3, 4, props2)};
|
||||
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(4, 1, 0.5);
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(4, 1, 0.5);
|
||||
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 1.e8, 1.e8)};
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 1.e8, 1.e8)};
|
||||
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, Options());
|
||||
|
||||
// The verification program used to generate expected values outputs data as floats
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.16666666666666666, 0., -0.125, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.5, 0., -0.4375, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.625, 0., -0.625, 0., 1.25, -0.625}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1.e-7);
|
||||
}
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, Options());
|
||||
|
||||
// The verification program used to generate expected values outputs data as
|
||||
// floats
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.0520833333333333, 0., -0.0625, 0., 0.09375},
|
||||
{0., 0.16666666666666666, 0., -0.125, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.5, 0., -0.4375, 0., 0.125},
|
||||
{0., 0.625, 0., -0.625, 0., 1.25, -0.625}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1.e-7);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectDisplacementWithEquationsCantileverBeam) {
|
||||
std::vector<BC> bcs = {BC(0, 0, 0.1),
|
||||
BC(0, 1, 0.0),
|
||||
BC(0, 2, 0.0),
|
||||
BC(0, 3, 0.0),
|
||||
BC(0, 4, 0.0),
|
||||
BC(0, 5, 0.0)};
|
||||
std::vector<BC> bcs = {BC(0, 0, 0.1), BC(0, 1, 0.0), BC(0, 2, 0.0),
|
||||
BC(0, 3, 0.0), BC(0, 4, 0.0), BC(0, 5, 0.0)};
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
|
||||
Equation eqn;
|
||||
eqn.terms.push_back(Equation::Term(0, 0, 1));
|
||||
eqn.terms.push_back(Equation::Term(1, 0, 1));
|
||||
std::vector<Equation> equations = {eqn};
|
||||
Equation eqn;
|
||||
eqn.terms.push_back(Equation::Term(0, 0, 1));
|
||||
eqn.terms.push_back(Equation::Term(1, 0, 1));
|
||||
std::vector<Equation> equations = {eqn};
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(JOB_CANTILEVER, bcs, forces, ties, equations, Options());
|
||||
Summary summary =
|
||||
solve(JOB_CANTILEVER, bcs, forces, ties, equations, Options());
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0.1, 0.,0., 0., 0., 0.},
|
||||
{-0.1, 0., 0., 0., 0., 0.}};
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {{0.1, 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{-0.1, 0., 0., 0., 0., 0.}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j]);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// This is simple cantilever beam with a point load at the
|
||||
// free end. This checks the end displacements match the analytical results.
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectTipDisplacementCantileverBeam) {
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(JOB_CANTILEVER, BCS_CANTILEVER, FORCES_CANTILEVER, ties, equations, Options());
|
||||
Summary summary = solve(JOB_CANTILEVER, BCS_CANTILEVER, FORCES_CANTILEVER,
|
||||
ties, equations, Options());
|
||||
|
||||
// the first row checks nodal displacements of fixed node are zero
|
||||
// the second row checks the analytical result for tip displacement
|
||||
// for the given load in the y-direction of 0.01 yields the correct
|
||||
// displacement and rotation
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0., 0., 0., 0., 0., 0.},
|
||||
{0., 0.033333333333333333, 0., 0., 0., 0.05}};
|
||||
// the first row checks nodal displacements of fixed node are zero
|
||||
// the second row checks the analytical result for tip displacement
|
||||
// for the given load in the y-direction of 0.01 yields the correct
|
||||
// displacement and rotation
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{0., 0., 0., 0., 0., 0.}, {0., 0.033333333333333333, 0., 0., 0., 0.05}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j]);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// This test displaces a cantilever beam axially and
|
||||
|
|
@ -312,24 +340,24 @@ TEST_F(beamFEATest, CorrectTipDisplacementCantileverBeam) {
|
|||
// compared to the analytical result.
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectTipForcesCantileverBeam) {
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<BC> bcs = BCS_CANTILEVER;
|
||||
bcs.push_back(BC(1, 0, 0.1));
|
||||
bcs.push_back(BC(1, 1, 0.1));
|
||||
std::vector<Tie> ties;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<BC> bcs = BCS_CANTILEVER;
|
||||
bcs.push_back(BC(1, 0, 0.1));
|
||||
bcs.push_back(BC(1, 1, 0.1));
|
||||
|
||||
Options opts;
|
||||
Options opts;
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(JOB_CANTILEVER, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
Summary summary = solve(JOB_CANTILEVER, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{-0.1, -0.3, 0., 0., 0., -0.3},
|
||||
{ 0.1, 0.3, 0., 0., 0., 0.}};
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {{-0.1, -0.3, 0., 0., 0., -0.3},
|
||||
{0.1, 0.3, 0., 0., 0., 0.}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_forces.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_forces[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_forces[i][j]);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_forces.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_forces[i].size(); ++j)
|
||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(expected[i][j], summary.nodal_forces[i][j]);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// This tests the tie constraints correctly deform.
|
||||
|
|
@ -338,94 +366,89 @@ TEST_F(beamFEATest, CorrectTipForcesCantileverBeam) {
|
|||
// that the tie will accommodate all the deformation.
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectDisplacementWeakTies) {
|
||||
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
|
||||
Props props(1.e9, 1.e9, 1.e9, 1.e9, normal_vec);
|
||||
Props props(1.e9, 1.e9, 1.e9, 1.e9, normal_vec);
|
||||
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0), Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 0.0)};
|
||||
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 0.0)};
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props), Elem(2, 3, props)};
|
||||
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props), Elem(2, 3, props)};
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 0, 0.5);
|
||||
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 0, 0.5);
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7};
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 0.01, 0.01)};
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 0.01, 0.01)};
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
Options opts;
|
||||
opts.epsilon = 1e-10;
|
||||
|
||||
Options opts;
|
||||
opts.epsilon = 1e-10;
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {{0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0}};
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
|
||||
{0.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1e-10);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.nodal_displacements.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.nodal_displacements[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.nodal_displacements[i][j], 1e-10);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
TEST_F(beamFEATest, CorrectForcesWeakTies) {
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||||
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
std::vector<double> normal_vec = {0.0, 1.0, 0.0};
|
||||
|
||||
Props props(1.e9, 1.e9, 1.e9, 1.e9, normal_vec);
|
||||
Props props(1.e9, 1.e9, 1.e9, 1.e9, normal_vec);
|
||||
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0), Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0), Node(2.0, 0.0, 0.0)};
|
||||
|
||||
std::vector<Node> nodes = {Node(0.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(1.0, 0.0, 0.0),
|
||||
Node(2.0, 0.0, 0.0)};
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props), Elem(2, 3, props)};
|
||||
|
||||
std::vector<Elem> elems = {Elem(0, 1, props), Elem(2, 3, props)};
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
|
||||
Job job_tie(nodes, elems);
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 0, 0.5);
|
||||
BC bc8(2, 3, 0.5);
|
||||
|
||||
BC bc1(0, 0, 0.0);
|
||||
BC bc2(0, 1, 0.0);
|
||||
BC bc3(0, 2, 0.0);
|
||||
BC bc4(0, 3, 0.0);
|
||||
BC bc5(0, 4, 0.0);
|
||||
BC bc6(0, 5, 0.0);
|
||||
BC bc7(3, 0, 0.5);
|
||||
BC bc8(2, 3, 0.5);
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7, bc8};
|
||||
|
||||
std::vector<BC> bcs = {bc1, bc2, bc3, bc4, bc5, bc6, bc7, bc8};
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 0.01, 0.01)};
|
||||
|
||||
std::vector<Tie> ties = {Tie(1, 2, 0.01, 0.01)};
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
|
||||
std::vector<Force> forces;
|
||||
std::vector<Equation> equations;
|
||||
Options opts;
|
||||
opts.epsilon = 1e-10;
|
||||
|
||||
Options opts;
|
||||
opts.epsilon = 1e-10;
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
|
||||
Summary summary = solve(job_tie, bcs, forces, ties, equations, opts);
|
||||
std::vector<std::vector<double>> expected = {
|
||||
{0.005, 0.0, 0.0, 0.005, 0.0, 0.0}};
|
||||
|
||||
std::vector<std::vector<double> > expected = {{0.005, 0.0, 0.0, 0.005, 0.0, 0.0}};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.tie_forces.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.tie_forces[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.tie_forces[i][j], 1e-13);
|
||||
}
|
||||
for (size_t i = 0; i < summary.tie_forces.size(); ++i) {
|
||||
for (size_t j = 0; j < summary.tie_forces[i].size(); ++j) {
|
||||
EXPECT_NEAR(expected[i][j], summary.tie_forces[i][j], 1e-13);
|
||||
}
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}
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}
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