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[maoy]

Solver Version:

Version : smp s R14                           
Revision: R14.1.1-8-g2ef819c24f 
AnLicVer: 2025 R1 (20241030+dl-67-g73b144a) 

Description:

I've encountered an issue where hyperelastic materials develop strange initial stresses (solver: SMP single precision, double precison solver will crash the simulation immediately) when a part is switched from rigid to deformable using *DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC. The same setup works perfectly with elastic materials.

Summary of behavior:

1. A part with hyperelastic material is initially rigid, then automatically switched to deformable at t=10.0

2. Immediately after the switch, the part shows spurious stresses

3. If I replace the hyperelastic material with an elastic material, the problem disappears

4. The same issue occurs whether using full restart with *STRESS_INITIALIZATION to add a new hyperelastic part, or within a single continuous simulation using *DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC

Attached test case:
A minimal working example demonstrating the issue. One single element uses *DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC to switch from rigid to deformable at t=10.0 with hyperelastic rubber material. Simply swap the material to elastic (*MAT_ELASTIC) to see the problem disappear.

Questions:

1. Is this a known limitation/bug in R14?

Any insights would be greatly appreciated.

Key file to reproduce:

*KEYWORD

*TITLE

Hyperelastic part - deformable/rigid automatic switch

$

$

$  Units: mm, kg, ms, kN, GPa, kN-mm

$

$

*CONTROL_TERMINATION

$   endtim    endcyc     dtmin    endeng    endmas

      13.0         0       0.0       0.0       0.0

$

*DEFINE_CURVE

$ LCID    SIDR    SFA     SFO     OFFA    OFFO    DATTYP  LCINT

      1005         0       1.0       1.0       0.0       0.0         0         0

$ time    timestep

                 0.0                1e-2

                 10.0               1e-2

*CONTROL_TIMESTEP

$#  dtinit    tssfac      isdo    tslimt     dt2ms      lctm     erode     ms1st

      1e-2       1.0         0       0.0         0      1005         0         0

*CONTROL_ENERGY

$     hgen      rwen    slnten     rylen

         2         2

*CONTROL_OUTPUT

$    npopt    neecho    nrefup    iaccop     opifs    ipnint    ikedit

         1         3

*CONTROL_SHELL

$   wrpang    itrist     irnxx    istupd    theory       bwc     miter

                                       1         2

*DATABASE_BINARY_D3PLOT

$       dt      lcdt

      1.00

*DATABASE_EXTENT_BINARY

$    neiph     neips    maxint    strflg    sigflg    epsflg    rltflg    engflg

$   cmpflg    ieverp    beamip

                   1

*DATABASE_BINARY_D3THDT

$       dt      lcdt

    999999

*DATABASE_GLSTAT

$       dt

      0.10

*DATABASE_MATSUM

$       dt

      0.10

*DATABASE_NODOUT

$       dt

      0.10

*DATABASE_RBDOUT

$       dt

      0.10

*PART

$      pid       sid       mid     eosid      hgid    adpopt

part1

         1         2         2

$

$  Aluminum

$

*MAT_PLASTIC_KINEMATIC

$      mid        ro         e        pr      sigy      etan      beta

         1   2.70e-6      68.9     0.330     0.286   0.00689

$      src       srp        fs

*SECTION_SHELL

$

$      sid    elform      shrf       nip     propt   qr/irid     icomp

         1         2

$       t1        t2        t3        t4      nloc

       1.0       1.0       1.0       1.0

*SECTION_SHELL

$       ID    elform      shrf       nip     propt        qr     icomp     setyp

         2         2  0.833333         3         0         0         0         0

$       t1        t2        t3        t4      nloc     marea              unused

       0.1       0.1       0.1       0.1         0         0                    

*MAT_HYPERELASTIC_RUBBER

$       ID        ro        pr         N        Nv         G      sigf       Ref

         2 8.699E-07 0.4999172         0         0         0         0         0

$      C10       C01       C11       C20       C02       C30             unused1

   0.11e-3  0.028e-3         0         0         0         0                    

*NODE

$   node               x               y               z      tc      rc

       1             0.0             0.0             0.0

       2             1.0             0.0             0.0

       3             1.0             1.0             0.0

       4             0.0             1.0             0.0

$$$$  Define Elements

*ELEMENT_SHELL

$    eid     pid      n1      n2      n3      n4

       1       1       1       2       3       4

*DEFORMABLE_TO_RIGID

         1

*DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC

$#   SWSET      CODE     TIME1     TIME2     TIME3     ENTNO     RELSW    PAIRED

         1         0      10.0      1.0e20     0.0         0         0         0

$#    NRBF      NCSF       RWF     DTMAX       D2R       R2D    OFFSET

         0         0         0       0.0         0         1       0.0

$# Rigid to deformable card: one card because R2D = 1

$#     PID     PTYPE

         1      PART

*END

[maoy]

To rule out material properties as the root cause, the same model was run without any rigid/deformable switch and completed without issue. See baseline test case below.

*KEYWORD

*TITLE

Hyperelastic part - deformable/rigid automatic switch

$

$  Units: mm, kg, ms, kN, GPa, kN-mm

$

*CONTROL_TERMINATION

$   endtim    endcyc     dtmin    endeng    endmas

      13.0         0       0.0       0.0       0.0

$

*DEFINE_CURVE

$ LCID    SIDR    SFA     SFO     OFFA    OFFO    DATTYP  LCINT

      1005         0       1.0       1.0       0.0       0.0         0         0

$ time    timestep

                 0.0                1e-2

                 10.0               1e-2

*CONTROL_TIMESTEP

$#  dtinit    tssfac      isdo    tslimt     dt2ms      lctm     erode     ms1st

      1e-2       1.0         0       0.0         0      1005         0         0

*CONTROL_ENERGY

$     hgen      rwen    slnten     rylen

         2         2

*CONTROL_OUTPUT

$    npopt    neecho    nrefup    iaccop     opifs    ipnint    ikedit

         1         3

*CONTROL_SHELL

$   wrpang    itrist     irnxx    istupd    theory       bwc     miter

                                       1         2

*DATABASE_BINARY_D3PLOT

$       dt      lcdt

      1.00

*DATABASE_EXTENT_BINARY

$    neiph     neips    maxint    strflg    sigflg    epsflg    rltflg    engflg

$   cmpflg    ieverp    beamip

                   1

*DATABASE_BINARY_D3THDT

$       dt      lcdt

    999999

*DATABASE_GLSTAT

$       dt

      0.10

*DATABASE_MATSUM

$       dt

      0.10

*DATABASE_NODOUT

$       dt

      0.10

*DATABASE_RBDOUT

$       dt

      0.10

*PART

$      pid       sid       mid     eosid      hgid    adpopt

part1

         1         2         2

$

$  Aluminum

$

*MAT_PLASTIC_KINEMATIC

$      mid        ro         e        pr      sigy      etan      beta

         1   2.70e-6      68.9     0.330     0.286   0.00689

$      src       srp        fs

*SECTION_SHELL

$

$      sid    elform      shrf       nip     propt   qr/irid     icomp

         1         2

$       t1        t2        t3        t4      nloc

       1.0       1.0       1.0       1.0

*SECTION_SHELL

$       ID    elform      shrf       nip     propt        qr     icomp     setyp

         2         2  0.833333         3         0         0         0         0

$       t1        t2        t3        t4      nloc     marea              unused

       0.1       0.1       0.1       0.1         0         0                    

*MAT_HYPERELASTIC_RUBBER

$       ID        ro        pr         N        Nv         G      sigf       Ref

         2 8.699E-07 0.4999172         0         0         0         0         0

$      C10       C01       C11       C20       C02       C30             unused1

   0.11e-3  0.028e-3         0         0         0         0                    

*NODE

$   node               x               y               z      tc      rc

       1             0.0             0.0             0.0

       2             1.0             0.0             0.0

       3             1.0             1.0             0.0

       4             0.0             1.0             0.0

$$$$  Define Elements

*ELEMENT_SHELL

$    eid     pid      n1      n2      n3      n4

       1       1       1       2       3       4

$*DEFORMABLE_TO_RIGID

$         1

$*DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC

$$#   SWSET      CODE     TIME1     TIME2     TIME3     ENTNO     RELSW    PAIRED

$         1         0      10.0      1.0e20     0.0         0         0         0

$$#    NRBF      NCSF       RWF     DTMAX       D2R       R2D    OFFSET

$         0         0         0       0.0         0         1       0.0

$$# Rigid to deformable card: one card because R2D = 1

$$#     PID     PTYPE

$         1      PART

*END