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aluminum_strip_pull.lmp
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# TLSPH example: elongate a 2d strip of aluminum py pulling its ends apart
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# unit sytem: GPa / mm / ms
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# MATERIAL PARAMETERS
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variable E equal 70.0 # Young's modulus
variable nu equal 0.3 # Poisson ratio
variable rho equal 1 # initial mass density
variable q1 equal 0.56 # standard artificial viscosity linear coefficient
variable q2 equal 0.0 # standard artificial viscosity quadratic coefficient
variable hg equal 10.0 # hourglass control coefficient
variable cp equal 1.0 # heat capacity of material -- not used here
variable JC_A equal 0.3241 # Johnson Cook arameters
variable JC_B equal 0.1138
variable JC_N equal 0.42
variable JC_C equal 0 #0.002
variable JC_M equal 1.34
variable JC_epsdot0 equal 1.0e-3 # 1/s = 1/(1000 ms)
variable Troom equal 298.15
variable Tmelt equal 500.15
variable eosC0 equal 0.0 # Polynomial EOS parameters
variable eosC1 equal 74.2
variable eosC2 equal 60.5
variable eosC3 equal 36.5
variable eosC4 equal 1.96
variable eosC5 equal 0.0
variable eosC6 equal 0.0
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# INITIALIZE LAMMPS
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dimension 2
units si
boundary sm sm p # simulation box boundaries
atom_style smd
atom_modify map array
comm_modify vel yes
neigh_modify every 10 delay 0 check yes # re-build neighbor list every 10 steps
newton off
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# CREATE INITIAL GEOMETRY
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variable l0 equal 1.0 # lattice spacing for creating particles
lattice sq ${l0}
region box block -10 10 -10 10 -0.1 0.1 units box
create_box 1 box
create_atoms 1 box
group tlsph type 1
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# DISCRETIZATION PARAMETERS
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variable h equal 2.01*${l0} # SPH smoothing kernel radius
variable vol_one equal ${l0}^2 # volume of one particle -- assuming unit thickness
variable skin equal ${h} # Verlet list range
neighbor ${skin} bin
set group all volume ${vol_one}
set group all smd/mass/density ${rho}
set group all diameter ${h} # set SPH kernel radius
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# DEFINE VELOCITY BOUNDARY CONDITIONS
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variable vel0 equal 0.02 # pull velocity
region top block EDGE EDGE 9.0 EDGE EDGE EDGE units box
region bot block EDGE EDGE EDGE -9.1 EDGE EDGE units box
group top region top
group bot region bot
variable vel_up equal ${vel0}*(1.0-exp(-0.01*time))
variable vel_down equal -v_vel_up
fix veltop_fix top smd/setvelocity 0 v_vel_up 0
fix velbot_fix bot smd/setvelocity 0 v_vel_down 0
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# INTERACTION PHYSICS / MATERIAL MODEL
# We use polynomial EOS for the pressure and the Johnson Cook strength model
# An integration point fails (cannot support tension anymore) if the plastic strain exceeds 0.5.
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pair_style smd/tlsph
pair_coeff 1 1 *COMMON ${rho} ${E} ${nu} ${q1} ${q2} ${hg} ${cp} &
*EOS_POLYNOMIAL ${eosC0} ${eosC1} ${eosC2} ${eosC3} ${eosC4} ${eosC5} ${eosC6} &
*JOHNSON_COOK ${JC_A} ${JC_B} ${JC_N} ${JC_C} ${JC_epsdot0} ${Troom} ${Tmelt} ${JC_M} &
*FAILURE_MAX_PLASTIC_STRAIN 1.2 &
*END
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# TIME INTEGRATION
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fix dtfix tlsph smd/adjust_dt 0.1 # dynamically adjust time increment every step
fix integration_fix tlsph smd/integrate_tlsph
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# SPECIFY TRAJECTORY OUTPUT
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compute dt_atom all smd/tlsph_dt
compute p all smd/plastic_strain
compute epsdot all smd/plastic_strain_rate
compute S all smd/tlsph_stress # Cauchy stress tensor
compute D all smd/tlsph_strain_rate
compute E all smd/tlsph_strain
compute nn all smd/tlsph_num_neighs # number of neighbors for each particle
compute shape all smd/tlsph_shape
compute damage all smd/damage
dump dump_id all custom 100 dump.LAMMPS id type x y z &
c_S[1] c_S[2] c_S[3] c_S[4] c_S[5] c_S[6] c_S[7] c_nn c_p &
c_E[1] c_E[2] c_E[3] c_E[4] c_E[5] c_E[6] &
c_shape[1] c_shape[2] c_shape[3] c_shape[4] c_shape[5] c_shape[6] c_shape[7] &
c_D[1] c_D[2] c_D[4] c_damage radius c_epsdot &
vx vy vz c_dt_atom
dump_modify dump_id first yes
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# STATUS OUTPUT
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variable stress equal 0.5*(f_velbot_fix[2]-f_veltop_fix[2])/20
variable length equal xcm(top,y)-xcm(bot,y)
variable strain equal (v_length-${length})/${length} # engineering strain
variable time equal f_dtfix
fix stress_curve all print 10 "${time} ${strain} ${stress}" file stress_strain.dat screen no
thermo 100
thermo_style custom step dt f_dtfix time v_strain
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# RUN SIMULATION
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#fix 2 all enforce2d
run 25000
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