CN104032667B - 一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，包括上、下两层钢板蒙皮和中间的一层复合材料芯材，钢板蒙皮和复合材料芯材之间通过结构胶粘结以及通过螺栓连接；多个所述夹层结构之间通过凹凸接头相连，或者通过两个凹头连接，两个凹头中间增设一个方形钢管；所述的复合材料芯材采用拉挤型材或夹芯结构，拉挤型材是分离式或几个相连形成的整体式。本发明减少了焊缝，复合材料作为内部材料，由钢板保护住，不存在紫外老化和防火及毒气问题，表面钢板也易于维护；可以应用于船舶领域，刚度大、强度高、耐磨性好，复合材料作为夹芯材料，受力较小；也可以应用于钢箱梁中替代正交异性钢板，刚度大，负弯矩区少，受力更合理。
Description
技术领域
本发明涉及船舶、桥梁、建筑等技术领域，尤其是指一种可替代正交异性钢板的夹层结构板材，具体说是一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构板。
背景技术
桥梁主梁、船舶中目前常用板材是钢板或传统的夹层钢板，该钢板或传统的夹层钢板有大量的焊缝、内部易锈蚀、难维护、刚度不够等缺点，很难适应桥梁、船舶在恶劣的环境下和复杂的受力情况下的使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种刚度大、焊缝少、强度高、易于维护的采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构。
本发明采用的技术方案为：一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，包括上、下两层钢板蒙皮和中间的一层复合材料芯材，钢板蒙皮和复合材料芯材之间通过结构胶粘结以及通过螺栓连接；
多个所述夹层结构之间通过凹凸接头相连，或者为增加连接强度，通过两个凹头连接，两个凹头中间增设一个方形钢管,便于焊接；
所述的复合材料芯材采用拉挤型材或夹芯结构，拉挤型材是分离式或几个相连形成的整体式。
作为优选，所述拉挤型材包括工字型、槽型和空心管。
作为优选，所述夹芯结构的填充物包括木质或泡沫。
作为优选，为增强其整体性，所述夹芯结构中可以增设肋。
作为优选，所述复合材料芯材通过纤维和树脂固化成型，纤维包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂以及各类结构胶。
有益效果：本发明由上下两层钢板和中间一层复合材料芯材组合成的夹层结构，可以避免了传统夹层钢板大量的焊接工作，减少了焊缝；复合材料作为内部材料，由钢板保护住，不存在紫外老化和防火及毒气问题，表面钢板也易于维护；复合材料芯材采用空心管时，还可以减少各种管线的预留管道。该夹层结构可以应用于船舶领域，刚度大、强度高、耐磨性好，复合材料作为夹芯材料，受力较小；也可以应用于钢箱梁中替代正交异性钢板，刚度大，负弯矩区少，受力更为合理。
附图说明
图1为本发明实施例1夹层结构立体示意图；
图2为本发明实施例1分离式空心管夹层结构横截面图；
图3为本发明实施例2整体式空心管夹层结构横截面图；
图4为本发明实施例3夹芯结构夹层结构横截面图；
图5为本发明实施例4带肋夹芯结构夹层结构横截面图；
图6为本发明实施例1夹层结构凹凸连接示意图；
图7为本发明实施例3夹层结构凹凹连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1、2和6所示：本发明采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，它包括上下两层厚度为10mm的钢板蒙皮1，中间的一层复合材料芯材2采用20cm高的分离式空心管6，空心管6与钢板蒙皮1通过结构胶3和螺栓4相连，多个夹层结构之间通过凹凸接头相连。
以实施例1为例，采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构的制备流程如下：
a、先制作复合材料芯材2(实施例1中为分离式空心管6)。在工厂中先制作空心管6截面模具，再将纤维(碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维)和树脂(包括：不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂)通过拉挤机和模具制作形成成空心管6。
b、组装夹层结构。将上步骤制作成型的空心管6和两块钢板蒙皮1通过结构胶3和螺栓4相连。
c、现场将上步骤制作成型的夹层结构通过凹凸接头相连形成整体。
在上述制备工艺中：钢板蒙皮1的尺寸、复合材料芯材2的形式和尺寸、纤维的种类和数量、树脂的种类等均可根据需要灵活调整。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述复合材料芯材2采用20cm高的分离式空心管6。
实施例3
如图4和7所示，本发明采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，它包括上下两层厚度为8mm的钢板蒙皮1，中间的一层复合材料芯材2采用22cm高的夹芯结构7，夹芯结构7中的填充物8采用泡沫，多个夹层结构之间通过两个凹头连接，中间增设一个方形钢管5。
实施例4
如图6所示，本实施例与实施例3的区别在于：为增强其整体性，所述夹芯结构7中每隔25cm增设一条纵向肋9。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，其特征在于：包括上、下两层钢板蒙皮和中间的一层复合材料芯材，钢板蒙皮和复合材料芯材之间通过结构胶粘结以及通过螺栓连接；
多个所述夹层结构之间通过凹凸接头相连，或者通过两个凹头连接，两个凹头中间增设一个方形钢管；
所述的复合材料芯材采用拉挤型材或夹芯结构，拉挤型材是分离式或几个相连形成的整体式。
2.根据权利要求1所述的一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，其特征在于：所述拉挤型材包括工字型、槽型和空心管。
3.根据权利要求1所述的一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，其特征在于：所述夹芯结构的填充物包括木质或泡沫。
4.根据权利要求1所述的一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，其特征在于：所述夹芯结构中增设肋。
5.根据权利要求1所述的一种采用复合材料为芯材、钢板为蒙皮的夹层结构，其特征在于：所述复合材料芯材通过纤维和树脂固化成型，纤维包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂。
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