CN102596723A - 金属构件与复合材料构件的接合构造 - Google Patents

金属构件与复合材料构件的接合构造 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种金属构件与复合材料构件的接合构造，该接合构造中具有复合材料构件和通过粘接面与所述复合材料构件粘接在一起的金属构件，所述金属构件具有沿所述粘接面延伸缝隙，从而在金属构件上在该缝隙与所述粘接面之间形成薄壁部。

Description

金属构件与复合材料构件的接合构造
技术领域
此发明涉及金属构件与复合材料构件的接合构造，更详细地说，此发明涉及具有金属构件与复合材料构件的接合部的金属构件与复合材料构件的接合构造。
背景技术
一般而言，在金属构件与复合材料构件的接合部，其特性，例如热膨胀系数、刚性非连续地变化，所以发生应力集中，容易发生剥离。因此，金属构件与复合材料构件的剥离及其进展牵涉到包含金属构件与复合材料构件的接合部的构造体的破坏。
例如，复合材料罐相比于金属制的罐质量轻，在航空航天领域、汽车等方面，人们期待着将复合材料罐作为现有的金属制的罐的替代品。在现有技术中，与配管等进行连接的连接部上需要金属制的口部连接件，用复合材料制造整个罐是不可能的，势必存在金属构件与复合材料构件的接合部。如上所述，由于一般而言在金属构件与复合材料构件的接合部，其特性，例如热膨胀系数、刚性非连续地变化，所以发生应力集中，容易发生剥离。由于罐整体的强度是靠复合材料维持的，所以金属构件与复合材料构件的剥离及其进展牵涉到罐的破坏。
特别是在航空航天领域，在作为极低温推进剂(液氢、液氧等)的罐使用的情况下，由于在极低的温度下粘合剂的韧性会大幅度降低，所以极易引起剥离的发生、进展。为了防止此剥离，针对罐开口部的周围部分为金属制的内壳和复合材料制的外壳，有方案提出了在开口部的周围部分设置把内壳和外壳相互约束起来的固定部件的技术(专利文献1)。
另一方面，在常温下使用的储气器具和汽车用的燃料罐，由于在常温下粘合剂的韧性比较高，所以在现有水平的大小、压力下剥离还不成问题。然而，由于左右着剥离的指标(能量释放率)与通常设计中所使用的指标(强度)不同，其与压力的2次方成正比增加(强度指标是压力的1次方)，与尺寸的1次方成正比增加(强度指标与尺寸无关)，所以可以预料，将来当罐实现了高压化、大型化时，金属构件与复合材料构件间的剥离同样会成为问题。
此外，具有金属构件与复合材料构件的接合部的金属构件与复合材料构件的接合构造还被应用于人造卫星骨架体中复合材料制的推力管(Thrust Tube)与上表面板或/和下表面板接合用的金属制支架同该复合材料制的推力管的接合构造，以及火箭中构成尾翼的复合材料制的蒙皮板与火箭主体接合用的且接合于火箭主体的安装用金属零件同该复合材料制的蒙皮板的接合构造中，与上述情况同样，在这些接合构造中，金属构件与复合材料构件间的剥离成为问题。
专利文献1：日本特开2006-10036号公报
发明内容
于是，本发明的目的是在具有金属构件与复合材料构件的接合部的金属构件与复合材料构件的接合构造中防止金属构件与复合材料构件的粘接发生剥离，例如，防止极低温流体的复合材料罐、高压化、大型化的复合材料罐等中配管部周边的金属构件与复合材料构件的粘接发生剥离，防止人造卫星骨架体中复合材料制的推力管与上表面板及下表面板接合用的金属制支架同该复合材料制的推力管的粘接发生剥离，防止火箭中构成尾翼的复合材料制的蒙皮板与火箭主体接合用且接合于火箭主体的安装用金属零件同该复合材料制的蒙皮板的粘接发生剥离。
本发明的第1实施方式提供一种金属构件与复合材料构件的接合构造，该金属构件与复合材料构件的接合构造具有复合材料构件和通过粘接面与所述复合材料构件粘接在一起的金属构件，所述金属构件具有沿所述粘接面延伸的缝隙，从而在所述金属构件上在该缝隙与所述粘接面之间形成薄壁部。
这里，在本说明书中，“沿粘接面延伸”不仅包括与粘接面平行地延伸的实施方式，还包括不与粘接面平行地延伸的实施方式，即：相对于粘接面成规定的角度而延伸的实施方式。
优选，所述缝隙中填充有柔软的填充剂。
优选，所述缝隙的底部施有倒圆角加工。
优选，所述缝隙的底部具有半圆形的横断面形状。
优选，所述缝隙被设置为不与所述粘接面平行的状态。
优选，所述缝隙被设置为连接于从所述金属构件的包含所述粘接面的面形成为规定的长度的槽的状态。
优选，所述缝隙沿所述粘接面在该缝隙的长度方向的一部分设置1个或多个。
优选，所述缝隙的侧端面施有倒圆角加工。
优选，所述缝隙的宽度沿该缝隙的长度方向连续性地变化。
优选，通过利用所述缝隙形成所述薄壁部，所述金属构件的靠所述粘接面侧的部分的刚性降低。
优选，所述复合材料构件为构成人造卫星骨架体的推力管，所述金属构件为用于接合所述推力管与构成人造卫星骨架体的上表面板或下表面板的支架。
优选，所述复合材料构件为火箭尾翼的蒙皮板，所述金属构件为用于通过在其上粘接所述蒙皮板而将所述火箭尾翼与火箭主体接合的安装用金属零件。
本发明的第2实施方式提供一种包含上述接合构造的装置。
本发明的第3实施方式提供一种用于上述接合构造的金属构件。
本发明的第4实施方式提供一种罐，该罐具有复合材料制的外壳和金属制的口部连接件，该金属制的口部连接件在该外壳所具有的开口部处连接于该外壳并具有筒状部，所述筒状部的外周面的至少一部分粘接于所述开口部，所述筒状部的外缘部上设有缝隙。
优选，所述缝隙中填充有柔软的填充剂。
优选，所述缝隙的底部施有倒圆角加工。
优选，所述缝隙的底部具有半圆形的横断面形状。
优选，所述缝隙被设置为不与所述口部连接件的外周面平行的状态。
优选，所述缝隙被设置为连接于从所述口部连接件的外周面形成为规定的长度的槽的状态。
优选，所述缝隙在所述筒状部的外缘部的一部分上设置1个或多个。
优选，所述缝隙的侧端面施有倒圆角加工。
优选，所述缝隙的宽度沿该缝隙的长度方向连续性地变化。
优选，该罐还具有内壳，该内壳由树脂形成。
优选，该罐还具有内壳，该内壳由与口部连接件一体形成的金属形成。
本发明的第5实施方式提供一种口部连接件，该口部连接件是在含有复合材料制的外壳的罐中在该外壳所具有的开口部处与该外壳连接的金属制的口部连接件，所述口部连接件具有筒状部，该筒状部的外周面的至少一部分粘接于所述开口部，所述筒状部的外缘部上设有缝隙。
发明的效果
根据本发明，在具有金属构件与复合材料构件的接合部的金属构件与复合材料构件的接合构造中，通过在金属构件上设置沿粘接面延伸的缝隙，从而在所述金属构件上在该缝隙同金属构件与复合材料构件的粘接面之间形成薄壁部，由此使金属构件的靠粘接面侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了金属构件与复合材料构件的粘接面的能量释放率，能够防止粘接发生剥离。
根据本发明，在具有复合材料制的外壳和在该外壳所具有的开口部连接于该外壳且具有筒状部的金属制的口部连接件的罐中，通过在罐的口部连接件的筒状部的外缘部上设置缝隙，使口部连接件上靠罐的复合材料制的外壳与口部连接件的筒状部的接合部附近的部分的板厚减薄，即：通过在口部连接件的筒状部上设置沿粘接面延伸的缝隙，从而在该筒状部上在该缝隙同复合材料制的外壳与口部连接件的筒状部的粘接面之间形成薄壁部，由此使口部连接件的筒状部的靠粘接面侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了复合材料制的外壳与金属制的口部连接件的接合部的能量释放率，能够防止粘接剥离。
此外，对于罐开口部的周围部分为金属制的内壳和复合材料制的外壳，以往的专利文献1的技术是在开口部的周围部分设置用于将内壳和外壳彼此约束的固定部件。与这样的以往的专利文献1的技术相比较，由于不需要螺纹加工或固定用零部件，所以加工容易，零部件个数减少，能够实现轻量化。
根据本发明，在复合材料制的推力管与上表面板及下表面板中的至少一方由金属制支架接合的人造卫星骨架体中，通过在金属制的支架上设置沿粘接面延伸的缝隙，从而在该支架上在该缝隙同金属制的支架与复合材料制的推力管的粘接面之间形成薄壁部，由此使金属制的支架的靠粘接面侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了推力管与金属制的支架的粘接面的能量释放率，能够防止推力管与金属制的支架的粘接发生剥离。
根据本发明，在构成尾翼的复合材料制的蒙皮板与火箭主体由接合于火箭主体的金属制的安装用零件接合的火箭中，通过在金属制的安装用零件上设置沿粘接面延伸的缝隙，从而在安装用零件上在该缝隙同金属制的安装用零件与尾翼的复合材料制的蒙皮板的粘接面之间形成薄壁部，由此使金属制的安装用零件的靠粘接面侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了尾翼的蒙皮板与金属制的安装用零件的粘接面的能量释放率，能够防止尾翼的蒙皮板与金属制的安装用零件的粘接发生剥离。
附图说明
图1是涉及本发明的实施方式的罐的剖视图。
图2是涉及本发明实施方式的罐的口部连接件部分的剖视图。
图3是表示关于本发明实施方式原理的模拟的罐的模型的图。
图4是表示图3的模型的模拟结果的图。
图5是涉及本发明实施方式模拟的罐的剖视图。
图6是涉及本发明实施方式模拟的罐的口部连接件部分的剖视图。
图7是涉及本发明其它实施方式的罐的口部连接件部分的剖视图。
图8是涉及本发明其它实施方式的罐的口部连接件部分的剖视图。
图9是涉及本发明其它实施方式的人造卫星骨架体的剖视图。
图10是涉及本发明其它实施方式的人造卫星骨架体的推力管与上表面板的接合部的剖视图。
图11是涉及本发明其它实施方式的火箭的剖视图。
图12是涉及本发明其它实施方式的火箭的主体与尾翼的接合部的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1是涉及本发明的第1实施方式的罐1的剖视图，图2是罐1的口部连接件部分的剖视图。如图1所示，罐1构成为具有内壳10、覆盖内壳10的外壳20、和口部连接件40，其中，口部连接件40在外壳20所具有的开口部30连接于该外壳20。虽然在图1中开口部30仅设在罐1的上部，但是还在罐1的底部也设置开口部30及口部连接件40也是可以的。
内壳10用例如液晶聚合物那样的阻气性能较高的树脂制衬里形成，以防止内部流体的泄漏。
口部连接件40是例如钛那样的金属制品，其形状为圆筒状，该口部连接件40具有在其上靠罐内侧的端部形成的凸缘部40a和从凸缘部40a立起来的筒状部40b。
外壳20覆盖内壳10及口部连接件40的外侧。外壳20所具有的开口部30与口部连接件40的筒状部40b的外周面的至少一部分及口部连接件40的凸缘部40a的外侧的面被粘接在一起，口部连接件40的筒状部40b的外周面的至少一部分与外壳20所具有的开口部30通过沿周向延伸的细长的粘接面60被粘接在一起。外壳20是用例如CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic，碳纤维增强塑料)那样的复合材料制品，其利用例如纤维缠绕法成形。
参照图2进一步说明像以上那样构造的罐1中口部连接件部分的构造。
在口部连接件40的筒状部40b的外缘部上，与筒状部40b的外周面平行地设有遍及该筒状部40b的外缘部整周延伸的且具有恒定宽度的缝隙40c，从而使口部连接件40上靠外壳20与筒状部40b的接合部附近的部分的板厚减薄。即：在口部连接件40的筒状部40b上设有沿粘接面60的长度方向延伸的缝隙40c，从而在该筒状部40b上在该缝隙40c与粘接面60之间形成薄壁部40d。
为了避免应力集中，缝隙40c的底部施有倒圆角加工从而不带角。而且该缝隙40c的底部具有半圆形的横断面形状较为理想。
这里，参照图3～图6说明关于本实施方式的原理的模拟例。
首先说明使用圆盘模型的模拟。圆盘模型是如图3所示那样的在金属圆盘的外周粘接了复合材料的圆盘，金属部直径为50mm，复合材料部外径为100mm，厚度为30mm，在金属部与复合材料部的边界面上有长度为L0的预裂纹。关于各部分的材质，金属部为钛，复合材料部为周向是纤维方向的CFRP。在复合材料的外周上作用有用于模拟压力负载的100MPa的轴对称均匀拉力。
以预裂纹长度L0、因缝隙而形成的金属部的余留厚度t为参数，把用L0将缝隙的深度L无量纲化后的值取为横轴，把用没有缝隙情况下的能量释放率J0将设有缝隙时的能量释放率J无量纲化后的值取为纵轴，如此绘制的曲线示于图4。另外，在这种情况下，由于能量释放率与压力负载模拟负荷的平方成正比，所以，除去计算精度的误差，上述能量释放率的降低效果并不依存于100MPa这样的绝对值。
由图4得知，在设置了与预裂纹相同左右深度的缝隙的情况下，能量释放率降低为原来的8成上下，在设置了预裂纹的2倍左右深度的缝隙的情况下，能量释放率降低为原来的1成～2成左右，在设置了预裂纹的3倍深度的缝隙的情况下，能量释放率降低为原来的1成以下。此外，由图4得知，关于因缝隙而形成的金属部的余留厚度t，虽然在缝隙浅的区域存在例外情况，但是在缝隙的深度为预裂纹长度的2倍以上的区域中，t的值越小能量释放率的值就越小。据此可以说，通过在尽可能在边界面附近加工出深度为预测的最大预裂纹长度的2到3倍以上的缝隙，能够有效地降低发生于边界面的能量释放率。
接下来说明对具有与图1相同构造的罐进行的模拟。图5是涉及本模拟的罐的剖视图，图6是罐的口部连接件部分的剖视图。对图5、图6中与图1、图2相对应的部分赋予相同的附图标记，省略对与上述实施方式同样的部分的说明。
外壳20所具有的开口部30及连接于该开口部30的口部连接件40在图1中仅设在了罐1的上部，但在本模拟的罐中，进一步在罐1的底部也设有开口部30及口部连接件40。内壳10为液晶聚合物制，外壳20由CFRP层和其内侧的GFRP加强层构成，其中，该GFRP加强层通过与纤维缠绕法相对应的手糊成型法形成，口部连接件40是钛制品，罐体部的直径为700mm，罐的长度(口部连接件的筒状部的位于罐外侧的端面间的距离)为1200mm，最大预测使用压力(MEOP)为32MPa，允许耐压力(Proofpressure)为40MPa，破裂压力(Burst pressure)为48MPa。将模拟的计算条件设为相当于破裂压力的内压48MPa。另外，外壳20和内壳10由粘合剂粘接在一起，而口部连接件40和内壳10则通过热熔接直接接合在一起。
如图6所示，设外壳20与口部连接件40的接合部的上端及下端存在预裂纹50、51，对没有设置缝隙的情况和像图6那样设置了缝隙40c的情况的，外壳20与口部连接件40的接合部的上端的能量释放率进行了模拟。这里，缝隙40c在其整周以保有恒定宽度而平行于筒状部40b的外周面的方式设于口部连接件40的筒状部40b的外缘部上，酌情考虑通过非破坏检查进行检测的检测能力和计算网格的大小，预裂纹50的长度L0设为4mm，同样，设预裂纹51中，沿筒状部40b的外周面的部分的长度及沿凸缘部40a的靠罐外侧的面的部分的长度各为大约4mm，设缝隙外侧的金属存留部的板厚t为4mm，设缝隙的深度L为16mm。
其结果，没有缝隙的情况下的能量释放率J0为大约5200J/m2，而设置了缝隙的情况下的能量释放率J为大约380J/m2，能量释放率降低了一个数量级以上。
此外，还进行了包含塑性应变在内的冯米斯(von Mises)应变的模拟，确认了也不存在因设置了缝隙而引起的强度面的设计上的问题。
根据以上的模拟结果可知，使口部连接件40上靠外壳20与筒状部40b的接合部附近的部分的板厚尽可能薄较为理想。此外，使缝隙40c的深度是由非破坏检查能力决定的最小可检出缺陷尺寸的2倍以上较为理想。这是因为，在通过非破坏检查没有发现预裂纹的情况下，预裂纹的长度在最小可检出缺陷尺寸以下情况，所以将预裂纹的长度的可能性的最大值，即最小可检出缺陷尺寸视为预裂纹的长度。
此外，水等积存在缝隙40c中能成为腐蚀等的原因。为了避免发生此事，可以用填充剂填充缝隙40c。此时，如果使用粘合剂等硬度高的填充材料则缝隙的效果下降，所以用柔软的(硬度低的)填充材料，例如有机硅密封胶等进行填充较为理想。
在本实施方式的罐1是高压、大型的复合材料纤维缠绕储气器具，在高压下发生复合材料层从口部连接件剥离的问题的情况下，如果能够如下述地进行设置：假设由非破坏检查能力决定的最小可检出缺陷尺寸为大约4mm，即假设预测预裂纹为大约4mm以下，则考虑到缝隙的深度为比预测预裂纹的2倍充分大的深度较为理想的情况以及加工后的强度的情况，使缝隙的深度为预测预裂纹的5倍的大约20mm；将该深度为大约20mm的缝隙以使口部连接件40上靠外壳20与筒状部40b的接合部附近的部分的板厚形成为1mm左右的方式，与筒状部40b的外周面平行地遍及整周地设置(为了避免应力集中，使缝隙的底部具有半圆形的横断面形状)，其中，连接件40上靠外壳20与筒状部40b的接合部附近的部分的板厚为1mm左右是出于尽可能将该板厚减薄较为理想并酌情考虑加工极限而得出；则与没有缝隙的情况相比，能够使发生剥离所需的压力上升至少3倍左右。
此外，本实施方式的罐1是极低温推进剂的复合材料罐，在会发生推进剂填充时复合材料层因热应力而从口部连接件部剥离的问题的情况下，与没有设置缝隙的情况相比，如果设置与上述同样的缝隙，则能够大幅度抑制推进剂填充时的剥离的发生。另外，在这种情况下，为了防腐等而在缝隙中填充柔软的填充剂时，选择即使在极低的温度下也不会硬化、破裂的填充剂。
像以上那样，根据本实施方式，通过在罐的口部连接件40的筒状部40b的外缘部上设置缝隙40c，把口部连接件上靠罐的复合材料制的外壳20与口部连接件40的筒状部40b的接合部附近的部分的板厚减薄，即：通过在口部连接件40的筒状部40b上设置沿粘接面60延伸的缝隙40c，从而在该筒状部40b上在该缝隙40c同复合材料制的外壳20与口部连接件40的筒状部40b的粘接面60之间形成薄壁部40d，由此使口部连接件的筒状部的靠粘接面侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了外壳20与口部连接件40的粘接面的能量释放率，能够对防止口部连接件与复合材料的粘接发生剥离做出大的贡献。
(第2实施方式)
图7、图8是涉及本发明的第2实施方式的罐1的口部连接件部分的剖视图。在本实施方式中，罐1的除口部连接件40以外的结构与图1相同，对图7、图8中与图1、图2相对应的部分赋予相同的附图标记，省略对与第1实施方式同样的部分的说明。
本实施方式中，在由于口部连接件40的形状而难以从口部连接件40的筒状部40b的位于罐外侧的端面加工缝隙40c的情况下，通过从筒状部40b的外周面加工缝隙40c，能够获得与第1实施方式同样的效果。例如，如图7所示，相对于筒状部40b的外周面，即相对于粘接面60斜着形成缝隙40c。在这种情况下，由于外壳20与口部连接件40的粘接面的能量释放率的降低效果依存于缝隙外侧的作为金属存留部的薄壁部60的厚度，所以尽可能减薄较为理想。
此外，例如，如图8所示，首先，形成垂直于筒状部40b的外周面，即垂直于粘接面60的槽，然后，与筒状部40b的外周面平行地形成缝隙40c。在这种情况下，该槽也可以不垂直于筒状部40b的外周面而以任意的角度形成，此外，缝隙40c也可以不平行于筒状部40b的外周面而以任意的角度形成。就是说，可以将缝隙40c设置为连接于从筒状部40b的外周面即粘接面60起形成为规定的长度的槽的状态。
关于以上实施方式，有在口部连接件40上设有用于连接封闭件(Closure)或流体用的适配器等构件的螺钉孔的情况，由于那样的螺钉孔的存在而不能设置像上述那样的、遍及整周地延伸且保有恒定宽度的缝隙的情况下，可以仅沿整周的一部分，即沿着粘接面60，仅在缝隙40c的长度方向的一部分上设置1个或多个缝隙。此时，缝隙的底部施有倒圆角加工较为理想，进而具有半圆形的横断面形状较为理想。并且，为了减轻应力集中，各缝隙的侧端面也施有倒圆角加工较为理想，进而具有半圆形的横断面形状较为理想。
此外，在由于螺钉孔的存在而不能设置遍及整周的、保有恒定宽度的缝隙的情况下，取代上述方案，可以通过仅将缝隙的靠螺钉孔部等附近的部分的宽度收窄的方式来规避螺钉孔。在这种情况下，为了规避因缝隙宽度的非连续变化引起的应力集中，使缝隙的沿长度方向上的缝隙宽度的变化为连续变化较为理想。
在以上的实施方式中，虽然罐的构造中内壳10是与口部连接件40分体制成的树脂制构件，但是内壳与口部连接件40一体化的用金属形成的公知构造的罐中也能应用上述实施方式的技术，这对于本领域普通技术人员而言应当是显而易见的。
(第3实施方式)
图9是涉及本发明的第3实施方式的人造卫星骨架体101的剖视图。如图9所示，在人造卫星骨架体101内部的中央配置有圆筒形状的CFRP制推力管120，在推力管120的顶部、底部，通过金属制支架140安装有圆形的上表面板102及下表面板104。此外，构成人造卫星骨架体101的外表面的圆筒形状的外部板106被安装于上表面板102及下表面板104上。在这样的构造中，推力管120支承着卫星整体的负荷。
图10是作为图9的主要部分A的放大图的、推力管120与上表面板102的接合部的剖视图。如图10所示，推力管120与金属制的支架140的垂直片通过粘接面160被粘接在一起，上表面板102与金属制的支架140的水平片被螺纹固定，藉此，推力管120与上表面板102被接合在一起。另外，推力管120与下表面板104也利用同样的构造被接合在一起。
在金属制的支架140上设有沿粘接面160延伸的缝隙140c，从而在该支架140上在该缝隙140c与粘接面160之间形成薄壁部140d。为了避免应力集中，缝隙140c的底部施有倒圆角加工以使其不带角。进而，其底部具有半圆形的横断面形状较为理想。
通过像这样利用设置缝隙140c来形成薄壁部140d，金属制的支架140的靠粘接面160侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了推力管120与金属制的支架140的粘接面的能量释放率，能够对防止推力管与金属制的支架的粘接发生剥离做出大的贡献。
另外，针对本实施方式，与针对第1实施方式的第2实施方式同样，可以进行如下结构等的变形：在缝隙中填充有柔软的填充剂的结构；缝隙被设置为不与粘接面平行状态的结构；缝隙被设置为与从金属构件的包含粘接面的面起规定长度的槽连接；缝隙沿粘接面在缝隙的长度方向的一部分设置1个或多个的结构；该缝隙的侧端面施有倒圆角加工的结构；缝隙的宽度沿缝隙的长度方向连续性地变化的结构。
图11是涉及本发明的第4实施方式的火箭201的侧面图。如图11所示，火箭201的主体202的下部安装有尾翼204。
图12是作为图11的B-B线剖视图的、火箭的主体202与尾翼204的接合部的剖视图。如图11所示，在火箭的主体202的表面设有铝制的安装用金属零件240。此外，尾翼204通过以铝质蜂窝状体206为芯材，将CFRP制蒙皮板220粘接在该铝质蜂窝状体206两面上而构成。
铝制的安装用金属零件240具有突起部240b，突起部的上表面与铝质蜂窝状体206相抵接，突起部的侧面通过粘接面260被与C FRP制蒙皮板220粘接在一起，藉此，火箭的主体202与尾翼204被接合在一起。
在铝制的安装用金属零件240的突起部240b上设有沿粘接面260延伸的缝隙240c，从而在该突起部240b上在该缝隙240c与粘接面260之间形成薄壁部240d。为了避免应力集中，缝隙240c的底部施有倒圆角加工以使其不带角。进而，其底部具有半圆形的横断面形状较为理想。
通过像这样利用设置缝隙240c来形成薄壁部240d，铝制的安装用金属零件240的靠粘接面260侧的部分的刚性下降。由此，显著降低了尾翼204的CFRP制蒙皮板220与铝制的安装用金属零件240的粘接面的能量释放率，能够对防止尾翼(CFRP制蒙皮板)与铝制的安装用金属零件的粘接发生剥离做出大的贡献。
另外，针对本实施方式，与针对第1实施方式的第2实施方式同样，可以进行如下结构等的变形：在缝隙中填充有柔软的填充剂的结构；缝隙被设置为不与粘接面平行状态的结构；缝隙被设置为与从金属构件的包含粘接面的面起规定长度的槽连接；缝隙沿粘接面在缝隙的长度方向的一部分设置1个或多个的结构；该缝隙的侧端面施有倒圆角加工的结构；缝隙的宽度沿缝隙的长度方向连续性地变化的结构。
以上，就本发明，以例示为目的对几个实施方式做了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离本发明的范围及精神的前提下，可以就实施方式及详细结构进行各种变形及修正，这对于本领域普通技术人员而言应当是显而易见的。
附图标记说明
1      罐
10     内壳
20     外壳
30     开口部
40     口部连接件
40a    凸缘部
40b    筒状部
40c    缝隙
40d    薄壁部
50     预裂纹
51     预裂纹
60     粘接面
101    人造卫星骨架体
102    上表面板
104    下表面板
106    外部板
120    摊力管
140    支架
140c   缝隙
140d   薄壁部
160    粘接面
201    火箭
202    主体
204    尾翼
206    铝质蜂窝状体
220    CFRP制蒙皮板
240    安装用金属零件
240b   突起部
240c   缝隙
240d   薄壁部
260    粘接面

Claims (26)

1.一种金属构件与复合材料构件的接合构造，其具有：
复合材料构件，和
金属构件，该金属构件通过粘接面与所述复合材料构件粘接在一起，
所述金属构件具有沿所述粘接面延伸的缝隙，从而在所述金属构件上在该缝隙与所述粘接面之间形成薄壁部。
2.根据权利要求1所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙中填充有柔软的填充剂。
3.根据权利要求1或2所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙的底部施有倒圆角加工。
4.根据权利要求3所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙的底部具有半圆形的横断面形状。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙被设置为不与所述粘接面平行的状态。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙被设置为与从所述金属构件的包含所述粘接面的面起规定长度的槽连接。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙沿所述粘接面在该缝隙的长度方向的一部分设有1个或多个。
8.根据权利要求7所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙的侧端面施有倒圆角加工。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述缝隙的宽度沿该缝隙的长度方向连续变化。
10.根据权利要求1～10中任意一项所述的接合构造，其特征在于，通过利用所述缝隙形成所述薄壁部，所述金属构件的靠所述粘接面侧的部分的刚性下降。
11.根据权利要求1～10中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述复合材料构件为用于构成人造卫星骨架体的推力管，所述金属构件为用于接合所述推力管与构成人造卫星骨架体的上表面板或下表面板的支架。
12.根据权利要求1～10中任意一项所述的接合构造，其特征在于，所述复合材料构件为火箭尾翼的蒙皮板，所述金属构件为用于通过在其上粘接所述蒙皮板而将所述火箭尾翼和火箭主体接合起来的安装用金属零件。
13.一种装置，其含有权利要求1～12中任意一项所述的接合构造。
14.一种金属构件，其用于权利要求1～13中任意一项所述的接合构造。
15.一种罐，其具有复合材料制的外壳和金属制的口部连接件，该金属制的口部连接件在该外壳所具有的开口部处连接于该外壳并具有筒状部，
所述筒状部的外周面的至少一部分与所述开口部粘接，在所述筒状部的外缘部上设有缝隙。
16.根据权利要求15所述的罐，其特征在于，所述缝隙中填充有柔软的填充剂。
17.根据权利要求15或16所述的罐，其特征在于，所述缝隙的底部施有倒圆角加工。
18.根据权利要求17所述的罐，其特征在于，所述缝隙的底部具有半圆形的横断面形状。
19.根据权利要求15～18中任意一项所述的罐，其特征在于，所述缝隙被设置为不与所述口部连接件的外周面平行的状态。
20.根据权利要求15～18中任意一项所述的罐，其特征在于，所述缝隙被设置为与从所述口部连接件的外周面起规定长度的槽连接。
21.根据权利要求15～20中任意一项所述的罐，其特征在于，所述缝隙在所述筒状部的外缘部的一部分上设有1个或多个。
22.根据权利要求21所述的罐，其特征在于，所述缝隙的侧端面施有倒圆角加工。
23.根据权利要求15～22中任意一项所述的罐，其特征在于，所述缝隙的宽度沿该缝隙的长度方向连续性地变化。
24.根据权利要求15～23中任意一项所述的罐，其特征在于，该罐还具有内壳，该内壳由树脂形成。
25.根据权利要求15～23中任意一项所述的罐，其特征在于，该罐还具有内壳，该内壳由与口部连接件一体形成的金属形成。
26.一种口部连接件，其是在包含有复合材料制的外壳的罐中在该外壳所具有的开口部处连接于该外壳的金属制的口部连接件，
该口部连接件具有筒状部，
该筒状部的外周面的至少一部分粘接于所述开口部，所述筒状部的外缘部上设有缝隙。
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