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1、初级培训教程初级培训教程RFPA-Dynamic动态版动态版9/17/2024主要内容主要内容 RFPA-Dynamic动态版简介动态版简介 RFPA-Dynamic的基本原理的基本原理 RFPA-Dynamic可研究的问题可研究的问题 RFPA-Dynamic几个特有设置几个特有设置 RFPA-Dynamic版分析问题的流程版分析问题的流程 几个有关动态问题的几个有关动态问题的RFPA模拟模拟9/17/2024一、一、RFPA-Dynamic动态动态版简介版简介9/17/2024RFPA-Dynamic动态动态版简介版简介 RFPA-Dynamic是是RFPA的动态分析版本，可以进行岩石的动
2、态分析版本，可以进行岩石类材料脆性材料在动态（冲击）载荷作用下应力波传递类材料脆性材料在动态（冲击）载荷作用下应力波传递规律及其诱发破裂过程的数值试验。动态分析时，规律及其诱发破裂过程的数值试验。动态分析时，RFPA-Dynamics可以接受应力波或者初始速度作为输入，可以接受应力波或者初始速度作为输入，在给定合理时间步长的条件下，按照时间步长进行逐步在给定合理时间步长的条件下，按照时间步长进行逐步变形与破裂过程分析，从而可以探讨材料非均匀性对于变形与破裂过程分析，从而可以探讨材料非均匀性对于应力波传播过程的影响以及应力波诱发破裂过程的基本应力波传播过程的影响以及应力波诱发破裂过程的基本规律。
3、规律。 请观看动态破坏和应力波传播过程请观看动态破坏和应力波传播过程9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagatio
4、n and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynami
5、c failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/
6、17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA2D modeling of stress wave propagation and dynamic failure 9/17/2024RFPA-
7、Dynamic的基本原理的基本原理RFPA-Dynamic是在是在RFPA静态版的基础上开发的真实破坏过程分静态版的基础上开发的真实破坏过程分析的动态分析程序。析的动态分析程序。该程序可以以一个应力波或初始速度作为输入，按照时间步长进行该程序可以以一个应力波或初始速度作为输入，按照时间步长进行逐步分析。在每个时间步，必须要考虑质量个加速度对力学平衡的影逐步分析。在每个时间步，必须要考虑质量个加速度对力学平衡的影响，用弹性动力学有限元程序进行应力分析，用最大拉应力准则和摩响，用弹性动力学有限元程序进行应力分析，用最大拉应力准则和摩尔库仑准则判断基元是否损伤（这里可以引入应变率对于单元强度的尔库仑
8、准则判断基元是否损伤（这里可以引入应变率对于单元强度的影响）。对于损伤的单元，采用与静态分析时类似的本构关系进行单影响）。对于损伤的单元，采用与静态分析时类似的本构关系进行单元的破坏处理。元的破坏处理。9/17/2024 RFPA-Dynamic可研究的问题可研究的问题（1）均匀及非均匀材料中应力波的传播规律。）均匀及非均匀材料中应力波的传播规律。（2）引力波诱发的材料的变形与破裂过程。）引力波诱发的材料的变形与破裂过程。（3）岩石、混凝土等材料的动态变形、破坏以及声发射规律。）岩石、混凝土等材料的动态变形、破坏以及声发射规律。（4）冲击载荷作用下的岩石及混凝土结构的破坏过程。）冲击载荷作用下
9、的岩石及混凝土结构的破坏过程。（5）动）动-静组合加载下岩石及混凝土结构与破裂过程。静组合加载下岩石及混凝土结构与破裂过程。 9/17/2024三、三、RFPA-Dynamic版特有的几个设置版特有的几个设置9/17/2024网格划分网格划分增加了从文件中读入网个数增加了从文件中读入网个数据功能文件格式：据功能文件格式：*mdf可以考虑模型的厚度可以考虑模型的厚度9/17/2024强度准则设置强度准则设置提供了提供了3种本构关系的选择：种本构关系的选择：（1）弹脆性而具有残余强度的本构关系）弹脆性而具有残余强度的本构关系（2）弹脆性且具有线性软化的本构关系）弹脆性且具有线性软化的本构关系（3）
10、弹脆性且具有幂函数软化本构关系）弹脆性且具有幂函数软化本构关系9/17/2024（1）弹脆性而具有残余）弹脆性而具有残余强度的本构关系强度的本构关系（2）弹脆性且具有线）弹脆性且具有线性软化的本构关系性软化的本构关系（3）弹脆性且具有）弹脆性且具有幂函数软化本构关系幂函数软化本构关系9/17/2024边界条件设置边界条件设置动态版的边界条件包括：动态版的边界条件包括：(1)静态作用下的边界条件静态作用下的边界条件(2)动载荷作用下的边界条件动载荷作用下的边界条件(3)动静态组合作用下的边界条件。动静态组合作用下的边界条件。9/17/2024动态边界条件设置动态边界条件设置如果选择如果选择Dyn
11、amic Analysis 将出现此对话框。将出现此对话框。该对话框指定了该对话框指定了X和和Y方向方向的动态载荷施加。目前程序的动态载荷施加。目前程序施加给定应力，同时可以选施加给定应力，同时可以选择对应的底面或右侧面为自择对应的底面或右侧面为自由或位移约束。由或位移约束。对于每个方向，施加的应对于每个方向，施加的应力波由力波由4个点来定义，每个点个点来定义，每个点的坐标表示时间（单位为微的坐标表示时间（单位为微秒）和应力（单位为秒）和应力（单位为Mpa），），此外可以以一个文件给定的此外可以以一个文件给定的应力波函数来给定。应力波函数来给定。对于动态分析，需要指定对于动态分析，需要指定时间
12、步长，即每个计算步所时间步长，即每个计算步所对应的时间间隔。此外，需对应的时间间隔。此外，需要指定阻尼系数，默认为要指定阻尼系数，默认为0。9/17/2024静态静态-动态分析边界条件的设置动态分析边界条件的设置进行静态进行静态-动态分析，需动态分析，需要指定静态分析的结步，也要指定静态分析的结步，也就是说，从该步开始，后面就是说，从该步开始，后面的分析为动态分析。这个功的分析为动态分析。这个功能对于研究处于静态载荷作能对于研究处于静态载荷作用下的动态扰动分析非常有用下的动态扰动分析非常有用。如果选择给分析类型，用。如果选择给分析类型，则程序要分别调用静态边界则程序要分别调用静态边界条件和动态
13、边界条件设置对条件和动态边界条件设置对话框，分别进行设置。话框，分别进行设置。9/17/2024初始条件设置初始条件设置此对话框用于设定动态加载此对话框用于设定动态加载的初始条件：的初始条件：该对话框用于指定初始的位移、该对话框用于指定初始的位移、速度、加速度。输入参数值后速度、加速度。输入参数值后则可用于鼠标在模型中勾画施则可用于鼠标在模型中勾画施加该初始条件的区域。加该初始条件的区域。9/17/2024高级设置高级设置(Advanced Setup)是指定参数是指定参数A的数值以反的数值以反映单元动态强度的增加。映单元动态强度的增加。动态强度增加动态强度增加该方面的详细论述，请参考文献该方
14、面的详细论述，请参考文献：Zhu , W.C., Tang, C.A. Numerical simulation of razilian disk rock failure under static and dynamic loading. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2006, 43 (2): 236-252.9/17/2024四、四、RFPA-Dynamic版分析问题的流程版分析问题的流程9/17/2024RFPA-Dynamic计算步骤计算步骤（三大步）（三大步）构造模型构造模型 （前处理）（前
15、处理）1建立工程文档建立工程文档2网格划分和参数赋值网格划分和参数赋值（动态问题）（动态问题）3插入模型结构插入模型结构4边界条件边界条件(力、位移、速度、加速度力、位移、速度、加速度)5控制条件控制条件计算计算单步运行连续运行结果分析结果分析（后处理）（后处理）9/17/2024五、五、几个有关动态问题的几个有关动态问题的RFPA模拟模拟9/17/2024均匀杆试样在应力波下的剥落破裂过程均匀杆试样在应力波下的剥落破裂过程 试验内容：试验内容：了解应力波的传播过程了解应力波的传播过程了解应力波下材料试样的破坏机理了解应力波下材料试样的破坏机理9/17/20249/17/2024巷道在静态和动
16、态载荷下的破裂过程巷道在静态和动态载荷下的破裂过程试验内容：试验内容：了解巷道在静态载荷下的破坏模式及过程了解巷道在静态载荷下的破坏模式及过程了解巷道在动态载荷下的破坏模式及过程了解巷道在动态载荷下的破坏模式及过程9/17/2024如上图所示，在静态载荷作用下，外部载荷如上图所示，在静态载荷作用下，外部载荷P采用以位移控制的加载方式，采用以位移控制的加载方式，每步加载位移为，这里给出了第每步加载位移为，这里给出了第20和和30步时的破裂模式；在动态载荷作用下，步时的破裂模式；在动态载荷作用下，施加的载荷施加的载荷P为一个梯形应力波，应力波峰值为为一个梯形应力波，应力波峰值为30 MPa.由此可以看出静态和由此可以看出静态和动态载荷作用下巷道的破裂模式的差异。动态载荷作用下巷道的破裂模式的差异。计算结果分析计算结果分析9/17/2024计算结果分析计算结果分析9/17/20249/17/2024
