RFPA
關注創建者：朱愛華 創建時間：2015-08-04
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RFPA的實例教程
在RFPA系統中，應力分析和相變分析（破壞分析）是相互獨立的，有限元僅完成應力、應變計算，不參與相變分析。但整個應力分析、相變分析過程是連貫依此完成的，不需要用戶進行任何干預。
③ 顯示（后處理）。在RFPA中專門設置了一組顯示工具條和菜單欄用于對模擬結果進行顯示操作。RFPA實時顯示中間的計算結果，從而可以及時反饋給用戶計算進度。RFPA還具有對計算結果重畫圖形的功能，以便獲得更為理想的后處理結果。
④ 圖形編輯。RFPA具有對模擬結果圖形進行縮放、拷貝等編輯功能，還可以直接運用windows的剪切、復制、粘貼等功能將模擬結果圖形傳輸到圖形處理軟件（如MS-Word，CorelDraw等）進行后處理編輯。
展開 RFPA系統正是基于這種原則對基元的力學行為進行描述的。
RFPA是一種基于有限元應力分析和統計損傷理論的材料破裂過程分析數值計算方法，是一個能夠模擬材料漸進破裂直至失穩全過程的數值試驗工具。該方法的一個重要特色是考慮了材料性質的非均勻性，是一種通過非均勻性模擬非線性、通過連續介質力學方法模擬非連續介質力學問題的材料破裂過程分析新型數值分析方法。
為了解決巖石破裂過程的分析，采用有限元法、有限差分法、邊界元法、離散元法等數值模擬方法在全面解決復雜的巖土工程問題。RFPA方法的主要要點是：
◆ 將材料的不均質性參數引入到計算單元，宏觀破壞是單元破壞的積累過程。
◆ 認為單元性質是彈-脆性或彈-塑性的，單元的彈模和強度等其他參數服從某種分布，如正態、韋伯、均勻等。
◆ 認為當單元應力達到破壞的準則將發生破壞，并對破壞單元進行剛度退化處理，故可以以連續介質力學方法處理物理非線性介質問題。
◆ 認為巖石的損傷量、聲發射同破壞單元數成正比。
RFPA是一個以彈性力學為應力分析工具、以彈性損傷理論及其修正后的Coulomb破壞準則為介質變形和破壞分析模塊的巖石破裂過程分析系統。其基本思路是：
1 巖石介質模型離散化成由細觀基元組成的數值模型，巖石介質在細觀上是各向同性脆1性介質；
2 假定離散化后的細觀基元的力學性質服從某種統計分布規律（本書引入韋伯分布），由此建立細觀與宏觀介質力學性能的聯系；
3 按彈性力學中的基元線彈性應力、應變求解方法，分析模型的應力、應變狀態。RFPA利用線彈性有限元方法作為應力計算器；
4 引入適當的基元破壞準則（相變準則）和損傷規律，基元相變臨界點用修正的Coulomb準則和拉伸截斷的庫侖準則；
5 基元的力學性質隨演化的發展是不可逆的；
6 基元相變前后均為線彈性體；巖石介質中的裂紋擴展是一個準靜態過程，忽略因快速擴展引起的慣性力的影響。
展開 連續介質損傷方法發展的比較早，其中國產軟件RFPA在這方面做的比較好。目前線彈性損脆性或者軟化模型使用的比較多，對于頁巖、花崗巖水力壓裂一般使用脆性損傷模型。而對于煤這種軟巖，脆性模型有時候并不適用。基于煤破壞峰后軟化行為，軟化損傷模型比脆性模型更適用煤。相場法模型應用在彈性模量與強度比較低的巖石壓裂過程中，很容易出現模型不收斂現象。相場法主要用在彈模比較大的且以張拉破壞為主的巖石壓裂過程中，對于軟煤可能存在失效的問題。
RFPA比較適用于脆性巖石的壓裂或者破壞，模擬出來的效果也比較好，但是應用在煤的壓裂時，形成的裂縫很寬，并不能很好的反映壓裂效果。我目前借助使用比較多的COMSOL with Matlab平臺，初步實現了實驗室和現場中裂隙煤體中復雜裂縫擴展的模擬。模型中很大的問題，也是收斂問題，主要的參數與方程來自與公開發表的文獻。該模型使用的主要方程是線彈性軟化損傷方程與裂隙本構方程。水力裂縫與天然裂縫之間的相互作用，是模型的難點。comsol中的裂隙流模塊，可以實現裂隙中水流動。在5.6之前的版本中，固體力學模塊中有彈性薄層接口，這個接口可以自定義裂隙的本構方程?；诹严兜谋緲嬆Ｐ?，可以獲得裂隙表面的法向應力與剪切應力，從而實現裂隙的閉合與張開，具體方程可以參考Qinghua Lei在IJRMMS上發表的論文。使用零厚度的線段或者平面來代替裂隙，煤巖的損傷主要發生在基質中，天然裂隙或其他節理不會出現損傷。使用矩形或者很薄的長方體表征裂隙，可以設置裂隙的強度參數和根據破壞準則判斷破壞類型。不過，使用成百上千的矩形或者長方體的話，網格單元數量比較多，對計算機配置有較高的要求。COMSOL中比較容易生成離散裂隙網絡（DFN)，模型計算量會小一些。
下面幾幅圖是實驗室、現場水力壓裂裂縫擴展的效果展示圖。
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連續介質損傷方法發展的比較早，其中國產軟件RFPA在這方面做的比較好。目前線彈性損脆性或者軟化模型使用的比較多，對于頁巖、花崗巖水力壓裂一般使用脆性損傷模型。而對于煤這種軟巖，脆性模型有時候并不適用?；诿浩茐姆搴筌浕袨椋浕瘬p傷模型比脆性模型更適用煤。相場法模型應用在彈性模量與強度比較低的巖石壓裂過程中，很容易出現模型不收斂現象。
至博力震研發出了國際領先的真實破裂過程分析系統RFPA，目前已經發展出20多個軟件版本。同時，至博力震基于RFPA系統、光纖微震監測系統、高性能計算集群系統、虛擬現實系統等，推出了數值實驗室、工程安全監測預警整體解決方案及相關計算分析服務。
RFPA模塊。手機中的RFPA是最常用SiP形式的。iPhone 6S也同樣不例外，在iPhone 6S中，有多顆RFPA芯片，都是采用了SiP。
按照蘋果的習慣，所有應用成熟的技術會傳給下一代，我們判斷，即將問世的蘋果iPhone7會更多地采取SiP技術，而未來的iPhone7s、iPhone8會更全面，更多程度的利用SiP技術，來實現內部空間的壓縮。
2.1 RFPA軟件概述
真實破裂過程分析（Realistic Failure Process Analysis）〔簡稱：RFPA〕，RFPA軟件是基于RFPA方法（即真實破裂過程分析方法）研發的一個能夠模擬材料漸進破壞的數值試驗工具。
在RFPA中專門設置了一組顯示工具條和菜單欄用于對模擬結果進行顯示操作。RFPA實時顯示中間的計算結果，從而可以及時反饋給用戶計算進度。RFPA還具有對計算結果重畫圖形的功能，以便獲得更為理想的后處理結果。
④ 圖形編輯。
RFPA是一個以彈性力學為應力分析工具、以彈性損傷理論及其修正后的Coulomb破壞準則為介質變形和破壞分析模塊的巖石破裂過程分析系統。
