杨成鹏
- 作品数：39 被引量：145H指数：8
- 供职机构：西北工业大学力学与土木建筑学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金西北工业大学基础研究基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学航空宇航科学技术建筑科学更多>>
- 2D-C/SiC槽型梁承载性能试验研究被引量：1
- 2020年
- 陶瓷基复合材料典型结构件的承载性能研究不足。针对2D-C/SiC槽型梁开展弯扭组合加载下的损伤-破坏特性试验研究,通过变形监测和裂纹观测,分析了槽型梁试件的承载性能、损伤过程及其失效机理。结果表明,复杂加载下,分层和屈曲是2D-C/SiC槽型梁的主要损伤形式,其破坏过程非常复杂,应变响应通常发生波动和突变,力学性能严重劣化,极限承载能力较低。与完好试件相比,翼缘开孔试件的损伤-断裂机理发生改变,分层起始载荷与局部屈曲载荷明显降低。
- 杨成鹏李俊何宗倍矫桂琼
- 关键词：陶瓷基复合材料槽型梁组合加载破坏模式
- 2D-C/SiC复合材料的主泊松比演化行为被引量：2
- 2023年
- 泊松比是材料及其结构力学性能分析的重要参数之一。本文旨在研究2D-C/SiC复合材料主泊松比的非线性演化行为。首先,基于Mini复合材料模型与正交层压板模型,考虑纤维的横观各向同性性质,建立了2D-C/SiC复合材料的热残余应力计算模型;其次,应用剪滞理论与经典层压板理论,考虑材料的损伤与热残余应力释放机制,建立了2D-C/SiC复合材料的主泊松比计算模型;最后,通过试验表征了材料的应变响应及泊松比演化规律,并对理论模型进行了分析验证。结果表明,2D-C/SiC复合材料内部热残余应力较大,拉伸损伤过程中的热残余应力释放是负泊松比产生的原因;应力-应变曲线及泊松比演化曲线的模型预测结果均与试验曲线吻合较好,表明了理论分析模型的准确性与合理性。
- 郑茹悦杨成鹏乔成成贾斐
- 关键词：陶瓷基复合材料泊松比热残余应力
- 2D-C/SiC复合材料Ⅰ-Ⅱ复合型断裂性能
- 2023年
- 为了表征2D-C/SiC复合材料的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂性能,采用了含单边裂纹Arcan蝶形试样,通过有限元模型分别对试样的Ⅰ型和Ⅱ型断裂形状因子进行了标定。应用Arcan圆盘装置对2D-C/SiC蝶形试样开展了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试验,研究了试样在不同加载路径下的宏-细观断裂模式和强度性能。结果表明,2D-C/SiC复合材料Ⅱ型断裂韧度比Ⅰ型高;随着偏轴加载角度的增大,裂纹扩展路径受剪应力的影响变得显著,且试样的抗断性能有增强趋势。对几种断裂判据的适用性进行了论证,给出了2D-C/SiC复合材料的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂表征模型。
- 林江嵘杨成鹏戚云超
- 关键词：陶瓷基复合材料有限元模型应力强度因子
- 纤维增强陶瓷基复合材料氧化损伤模拟
- 对于纤维增强陶瓷基复合材料，由于组分材料的热不匹配和制备工艺的缺陷，以及外加载荷的作用，材料表面及内部难免出现裂纹和孔洞，为氧化性气氛提供通道，造成界面和纤维的氧化损伤。大量实验表明氧化是纤维增强陶瓷基复合材料非常重要的...
- 杨成鹏矫桂琼
- 关键词：陶瓷基复合材料纤维增强细观力学
- 2D-C/SiC复合材料的偏轴压缩力学行为
- 2025年
- 陶瓷基复合材料的面内本构关系对于热结构的设计与评价具有重要参考意义.对2D-C/SiC复合材料的轴向压缩、面内剪切和偏轴压缩力学行为进行了实验和模拟研究.通过单调压缩和循环加卸载实验,研究了不同加载角度(0°,15°,30°和45°)下材料的应力应变行为以及卸载模量与残余应变随卸载应力的演变规律;并表征了面内剪切应变响应行为以及剪切卸载模量和残余应变随卸载应力的演化行为.在理论层面,考虑材料的正交各向异性、非线性和细观损伤机理,应用连续介质损伤力学方法对材料的压缩、剪切和压-剪耦合损伤演化行为进行了描述,且提出了面内剪切和偏轴压缩力学行为表征模型;并基于损伤演化实验数据确定了损伤解耦模型中的压-剪损伤耦合系数和损伤钝化系数,对材料的偏轴压缩应力应变行为进行了模拟.结果表明:该材料的轴向压缩本构关系为线弹性;而面内剪切本构关系为非线性,且卸载模量随卸载应力的增大而减小,残余应变随卸载应力的增大而增大;偏轴压缩载荷下,轴向压缩应力对材料的剪切损伤具有抑制作用,而面内剪切应力对材料的轴向压缩损伤起到了促进作用,且材料的应力-应变响应行为呈现出了相当的复杂性.但模拟结果与实验数据的一致性表明,基于损伤解耦的本构模型可以较为准确地预测材料的偏轴压缩应力-应变行为.
- 宋远翔杨成鹏李俊贾斐
- 关键词：陶瓷基复合材料正交各向异性本构模型
- 复合材料层压板疲劳性能评估的模型和方法被引量：2
- 2023年
- 复合材料层压结构的单轴和多轴疲劳性能研究已在表征模型和方法等方面取得了显著进展。针对纤维增强复合材料层压板疲劳性能的分析预测,综述了疲劳损伤演化的曲线模型、剩余刚度模型、剩余强度模型、疲劳模量模型和S–N曲线模型的研究进展,对疲劳失效判据和疲劳寿命预测的模型和方法进行了总结和分析,并就疲劳研究的不足进行了综合阐述。研究表明,疲劳损伤演化和寿命预测的理论模型多为宏观唯象模型,很少涉及微细观损伤形式和机理;针对多向层合板寿命预测的有限元方法虽然具有广泛适用性,但是还不足以模拟复合材料的真实损伤路径和历程。在此基础上,对后续复合材料疲劳损伤及寿命研究的重点方向进行了展望。
- 杨成鹏冯炜森林江嵘郑茹悦贾斐
- 关键词：复合材料复杂应力
- 2D-C/SiC复合材料的面内剪切本构模型被引量：1
- 2024年
- 为了表征2D-C/SiC复合材料的面内剪切行为,考虑基体开裂、界面脱粘、纤维桥连弯曲等损伤机制,提出宏细观两尺度下的含损伤体元模型;引入热失配应力的影响,在分别表征卸载弹性应变和残余应变的基础上,建立材料的温度相关面内剪切本构模型。开展室温单调加载和加卸载面内剪切实验,发现残余应变和弹性应变均随剪应力的增大逐渐增大,而卸载模量随剪应力的增大持续减小。将模型用于2D-C/SiC复合材料剪切行为的模拟,结果表明:模型对于弹性应变、残余应变、卸载模量和整体应力-应变曲线的预测值均与实验数据吻合,验证了分析模型的合理性与准确性;在此基础上,给出2D-C/SiC复合材料在不同温度下的面内剪切应力-应变关系曲线,为热结构设计提供参考。
- 林江嵘杨成鹏贾斐
- 关键词：2D-C/SIC复合材料高温性能
- 复合材料层压板S-N曲线模型的综述与评估
- 2024年
- S-N模型是分析预测材料及其结构疲劳寿命的重要基础。本文对复合材料层压板的S-N曲线模型进行了全面综述,并将其归纳为基于数据拟合思想的经验模型和考虑损伤机理的半经验模型。研究发现,应力比是S-N模型需要考虑的关键载荷参数,而包含应力比的半经验模型较少、经验模型更为匮乏。拟定了模型评估五个基本标准,选取了两种材料体系、不同铺层结构层合板在不同应力比条件下的八组疲劳数据,对典型S-N模型的表征能力进行了分析评估。结果表明:Weibull模型、Wu模型和Epaarachchi模型在不同疲劳影响因素下均能表现出较强的拟合能力,整体拟合精度较高,而且Weibull模型和Wu模型具有拟合S-N曲线全区间的能力;Basquin模型虽然在理论和工程中经常使用,但预测精度通常并不理想;相较于不包含应力比的模型,包含应力比的模型其表征精度通常比较差,适用范围反而受限;同时,与半经验模型相比,经验模型通常满足边界条件,对不同形式S-N曲线的拟合优度更高,适应能力更强,且适用范围更广。
- 冯炜森杨成鹏贾斐
- 关键词：复合材料层压板
- 关于速度合成定理两种推导法的统一性分析被引量：3
- 2019年
- 理论力学中,关于点的复合运动速度合成定理的几何法推导长期存在争议,严重影响该部分内容的教学。文章基于点的运动描述的矢量法,剖析了推证速度合成定理的解析法与几何法,根据运动分解的数学内涵,论证了几何法的合理性与严谨性,同时阐明了两种推导法在物理概念和数学推导方面的统一性。为了便于教与学,将两种方法分别归纳为运动耦合求导法和运动解耦分析法。
- 杨成鹏张娟王佩艳
- 2D-C/SiC复合材料开孔试件拉伸特性和失效分析被引量：3
- 2012年
- 通过对2D-C/SiC复合材料4mm和6mm开孔试件进行拉伸试验,研究了开孔试件的拉伸特性和失效模式,与标准试件拉伸试验结果比较获得了开孔尺寸对试件强度的影响。相比于标准拉伸试件,4mm和6mm开孔试件的拉伸强度分别减小了1.0%和6.6%。通过在开孔试件不同位置粘贴应变片,获得了试件在拉伸过程中最小净截面上的应变变化规律,直观地体现了试件拉伸过程中的应变集中现象,并通过有限元对开孔试件的应变分布进行模拟,模拟结果与试验值吻合较好;通过在试件表面粘贴声发射探头,获得了拉伸过程中试件材料的损伤参量变化规律,反映了试件的宏观损伤演化规律,并结合试件断口照片分析了开孔试件的失效行为。
- 郭洪宝王波矫桂琼杨成鹏刘永胜
