CN104044325B - 一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，包括以下步骤：将金属预埋块裁剪成四方形，对金属预埋块进行清理；在夹芯板上裁剪出长、宽和金属预埋块的长、宽相同，深度大于金属预埋块的填塞凹槽，取出填充块；将宽度和填充凹槽侧壁的宽度相同，长度大于填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的若干第一布条依次呈十字型交叉的贴附在填充凹槽的内壁和底部，第一布条的两端伸出填塞凹槽；将金属预埋块按压进填塞凹槽内、第一布条上；将填塞块按压进填塞凹槽内、金属预埋块上，将第一布条位于填塞凹槽外的部分固定。本发明提升了材料的疲劳强度与承载能力，满足预埋件的承载要求，从而延长了夹层结构复合材料的使用寿命。

Description

一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法。

背景技术

夹层结构是由两层或多层薄的蒙皮，中间以较厚的低密度的夹芯材料构成。可用于夹芯的材料主要包括PVC泡沫、PU泡沫、芳纶蜂窝和纸质蜂窝等。目前，夹层结构已大量应用于运载火箭、航空、风力发电机叶片、体育运动器材、医用设备配件、船舶制造、列车机车等领域。

层合板中金属预埋件的设计与埋置方式的相关研究工作国内开展较少。构成夹层结构的各组份材料与预埋件材料之间特性差别较大，这种特性的不连续性势必造成在预埋件与蒙皮、芯材之间的界面上出现较为严重的应力集中现象。在疲劳载荷作用下，应力集中会极大地降低夹层结构的强度，使制品的使用寿命下降。另外金属预埋件与增强材料是由树脂粘接的，该处的强度主要取决于基体材料性能，这将进一步限制预埋件结构的承载能力。

现用于层合板中的金属预埋件主要有两种形式，分别是蒙皮中埋置金属预埋件和在蒙皮表面粘结预埋件。前者是在将金属件埋入层合板之前，需要在铺层前对预浸料或纤维布进行切割，这将导致结构中的增强纤维存在先天的不连续特征，纤维断面若与金属预埋件粘接不好，易在界面上产生分层现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，提升预埋金属预埋块材料的疲劳强度与承载能力，满足预埋件的承载要求，从而延长了夹层结构复合材料的使用寿命。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，包括以下步骤：

(1)将金属预埋块裁剪成四方形，对金属预埋块进行清理；

(2)在夹芯板上裁剪出长、宽和所述金属预埋块的长、宽相同，深度大于所述金属预埋块厚度的填塞凹槽，取出填塞凹槽中裁剪下的填充块；

(3)将宽度和所述填充凹槽侧壁的宽度相同，长度大于所述填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的若干第一布条依次呈十字型交叉的贴附在所述填充凹槽的内壁和底部，所述第一布条的两端伸出所述填塞凹槽；

(4)将所述金属预埋块按压进所述填塞凹槽内、所述第一布条上；

(5)将所述填塞块按压进所述填塞凹槽内、所述金属预埋块上，将所述第一布条位于所述填塞凹槽外的部分固定，完成金属预埋块的埋置。

本发明的有益效果是：在所述填充凹槽内沿其棱边方向、呈十字型交叉依次铺放和所述填充凹槽宽度相同的第一布条，再在所述填充凹槽依次按压进金属预埋块和填塞块，所述金属预埋块的底部、侧部和所述填充凹槽之间均贴附有第一布条，由于金属预埋块的尺寸和填充凹槽的尺寸相同，这就使得金属预埋块能不需要粘结剂就能很好地固定在填充凹槽内，第一布条的宽度和填充凹槽的宽度相同，避免了对第一布条进行切割，从而避免了布条的纤维不连续而导致的布条纤维断面和金属预埋块产生分层现象，提升预埋金属预埋块的材料的疲劳强度与承载能力，满足预埋件的承载要求，从而延长了夹层结构复合材料的使用寿命。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤(1)中，对金属预埋块进行清理的具体步骤为：通过丙酮清洗金属预埋块，然后打磨金属预埋块的表面，最后使用气枪吹扫金属预埋块表面的杂物。

采用上述进一步方案的有益效果是：对金属预埋块进行清洗、打磨和吹扫杂物，能避免金属预埋块因为表面的杂物而导致在填充凹槽固定不稳固。

进一步，采用四块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次贴附在所述填充凹槽的内壁和底部。

采用上述进一步方案的有益效果是：四块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽内，一方面能避免金属预埋块与填充凹槽之间出现部分位置没有布条隔断而导致金属预埋块固定不稳定的现象，另一方面能进一步提高金属预埋块在填充凹槽内的固定牢固度。

进一步，步骤(3)中，采用六块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次贴附在所述填充凹槽的内壁和底部。

采用上述进一步方案的有益效果是：六块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽内，一方面能避免金属预埋块与填充凹槽之间出现部分位置没有布条隔断而导致金属预埋块固定不稳定的现象，另一方面能进一步提高金属预埋块在填充凹槽内的固定牢固度。

进一步，步骤(4)中，在所述金属预埋块按压进所述填塞凹槽内之前，在所述金属预埋块的表面包裹有第二布条。

进一步，所述金属预埋块的表面包裹的所述第二布条层数为两层或两层以上。

采用上述进一步方案的有益效果是：在埋置金属预埋块之前对金属预埋块进行包裹，能进一步强化金属预埋块在填塞凹槽内的固定牢固度。

附图说明

图1为本发明一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法的流程图；

图2为本发明一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法制作成的复合材料夹层结构的俯视图；

图3为本发明一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法制作成的复合材料夹层的一种实施例的剖视图，剖视位置如图2中的A-A面；

图4为本发明一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法制作成的复合材料夹层的另一种实施例的剖视图，剖视位置如图2中的A-A面；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、夹芯板，2、填塞块，3、第一布条，4、金属预埋块，5、填充凹槽，6、第二布条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明包括以下步骤：

(1)将金属预埋块裁剪成四方形，对金属预埋块进行清理；

(2)在夹芯板上裁剪出长、宽和所述金属预埋块的长、宽相同，深度大于所述金属预埋块厚度的填塞凹槽，取出填塞凹槽中裁剪下的填充块；

(3)将宽度和所述填充凹槽侧壁的宽度相同，长度大于所述填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的若干第一布条依次呈十字型交叉的贴附在所述填充凹槽的内壁和底部，所述第一布条的两端伸出所述填塞凹槽；

(4)将所述金属预埋块按压进所述填塞凹槽内、所述第一布条上；

(5)将所述填塞块按压进所述填塞凹槽内、所述金属预埋块上，将所述第一布条位于所述填塞凹槽外的部分固定，完成金属预埋块的埋置。

实施例一

本实施例包括以下步骤：

将金属预埋块4裁剪成四方形，对金属预埋块4进行清理,包括通过丙酮清洗金属预埋块4，打磨金属预埋块4的表面以及使用气枪吹扫金属预埋块4表面的杂物；

在夹芯板1上裁剪出长、宽和所述预埋件的长、宽相同，深度大于所述金属预埋块4厚度的填塞凹槽，取出填塞凹槽中裁剪下的填充块；

将宽度和所述填充凹槽5宽度相同，长度大于所述填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的第一布条3沿所述填塞凹槽的棱边方向、呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内，贴附在所述填充凹槽5的内壁和底部，采用四块所述第一布条3从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内,第一布条3的两端伸出所述填塞凹槽；

将所述金属预埋块4按压进所述填塞凹槽内、所述第一布条3上表面；

将所述填塞块2按压进所述填塞凹槽内、所述金属预埋块4的上表面，将所述第一布条3位于所述填塞凹槽外的部分固定，完成金属预埋块4的埋置。

采用本实施例制成的复合材料夹层结构为：所述夹芯板1的上表面上设有填充凹槽5，所述填塞块2与所述填充凹槽5的形状尺寸相同，所述金属预埋块4与所述填充凹槽5形状相同，且厚度小于所述填充凹槽5形的深度，四块所述第一布条3从下到上沿所述填充凹槽5的棱边、相邻两两之间呈十字型交叉铺放在所述填充凹槽5内，所述第一布条3贴附在所述填充凹槽5的内壁和底部，所述第一布条3的两端伸出所述填充凹槽5，所述第一布条3的两端固定在所述夹芯板1上，所述金属预埋块4设置在所述填充凹槽5内、所述第一布条3上，所述填塞块2设置在所述填充凹槽5内、所述金属预埋块4的上表面上。如图2、图3所示。

实施例二

本实施例包括以下步骤：

将金属预埋块4裁剪成需要的尺寸的四方形，对金属预埋块4进行清理,包括通过丙酮清洗金属预埋块4，打磨金属预埋块4的表面以及使用气枪吹扫金属预埋块4表面的杂物；

在夹芯板1上裁剪出长、宽和所述预埋件的长、宽相同，深度大于所述金属预埋块4的填塞凹槽，取出填塞凹槽中裁剪下的填充块；

将宽度和所述填充凹槽5宽度相同，长度大于所述填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的第一布条3沿所述填塞凹槽的棱边方向、呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内，贴附在所述填充凹槽5的内壁和底部，采用六块所述第一布条3从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内，第一布条3的两端伸出所述填塞凹槽；

将所述金属预埋块4按压进所述填塞凹槽内、所述第一布条3上表面，在所述金属预埋块4按压进所述填塞凹槽内之前，在所述金属预埋块4的表面沿所述金属预埋块4的棱边方向包裹有所述第二布条6，所述金属预埋块4的表面沿所述金属预埋块4的棱边方向包裹的所述第二布条6层数为两层或两层以上；

将所述填塞块2按压进所述填塞凹槽内、所述金属预埋块4的上表面，将所述布条3位于所述填塞凹槽外的部分固定，完成金属预埋块4的埋置。

采用本实施例制成的复合材料夹层结构为：所述夹芯板1的上表面上设有填充凹槽5，所述填塞块2与所述填充凹槽5的形状尺寸相同，所述金属预埋块4与所述填充凹槽5形状相同，且厚度小于所述填充凹槽5的深度，六块所述第一布条3从下到上沿所述填充凹槽5的棱边、两两之间呈十字型交叉铺放在所述填充凹槽5内，所述第一布条3贴附在所述填充凹槽5的内壁和底部，所述第一布条3的两端伸出所述填充凹槽5，所述第一布条3的两端固定在所述夹芯板1上，所述金属预埋块4设置在所述填充凹槽5内、所述第一布条3上，所述填塞块2设置在所述填充凹槽5内、所述金属预埋块4的上表面上，所述金属预埋块4的外表面包裹有两层或两层以上第二布条3。如图2、图4所示。

本发明的有益效果是：在所述填充凹槽5内沿其棱边方向、呈十字型交叉依次铺放和所述填充凹槽5宽度相同的第一布条3，再在所述填充凹槽5依次按压进金属预埋块4和填塞块2，所述金属预埋块4的底部、侧部和所述填充凹槽5之间均贴附有第一布条3，由于金属预埋块4的尺寸和填充凹槽5的尺寸相同，这就使得金属预埋块4能不需要粘结剂就能很好地固定在填充凹槽5内，第一布条3的宽度和填充凹槽5的宽度相同，避免了对第一布条3进行切割，从而避免了第一布条3的纤维不连续而导致的第一布条3纤维断面和金属预埋块4产生分层现象，提升埋置金属预埋块4后的复合材料的疲劳强度与承载能力，满足预埋件的承载要求，从而延长了夹层结构复合材料的使用寿命。对金属预埋块4进行清洗、打磨和吹扫杂物，能避免金属预埋块4因为表面的杂物而导致在填充凹槽5固定不稳固。

实施例一中，四块所述第一布条3从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内，一方面能避免金属预埋块4与填充凹槽5之间出现部分位置没有第一布条3隔断而导致金属预埋块4固定不稳定的现象，另一方面能进一步提高金属预埋块4在填充凹槽5内的固定牢固度。

实施例二中，六块所述第一布条3从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次铺放在所述填充凹槽5内，一方面能避免金属预埋块4与填充凹槽5之间出现部分位置没有第一布条3隔断而导致金属预埋块4固定不稳定的现象，另一方面能进一步提高金属预埋块4在填充凹槽5内的固定牢固度。在埋置金属预埋块4之前使用第二布条6对金属预埋块4进行包裹，能进一步强化金属预埋块4在填塞凹槽内的固定牢固度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将金属预埋块裁剪成四方形，对金属预埋块进行清理；

(2)在夹芯板上裁剪出长、宽和所述金属预埋块的长、宽相同，深度大于所述金属预埋块厚度的填塞凹槽，取出填塞凹槽中裁剪下的填充块；

(3)将宽度和所述填充凹槽侧壁的宽度相同，长度大于所述填塞凹槽的两个侧壁的高和底部的长度之和的若干第一布条依次呈十字型交叉的贴附在所述填充凹槽的内壁和底部，所述第一布条的两端伸出所述填塞凹槽；

(4)将所述金属预埋块按压进所述填塞凹槽内、所述第一布条上；

(5)将所述填塞块按压进所述填塞凹槽内、所述金属预埋块上，将所述第一布条位于所述填塞凹槽外的部分固定，完成金属预埋块的埋置。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，步骤(1)中，对金属预埋块进行清理的具体步骤为：通过丙酮清洗金属预埋块，然后打磨金属预埋块的表面，最后使用气枪吹扫金属预埋块表面的杂物。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，步骤(3)中，采用四块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次贴附在所述填充凹槽的内壁和底部。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，步骤(3)中，采用六块所述第一布条从下至上、相邻两两之间呈十字型交叉依次贴附在所述填充凹槽的内壁和底部。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，步骤(4)中，在所述金属预埋块按压进所述填塞凹槽内之前，在所述金属预埋块的表面包裹有第二布条。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料夹层结构中金属预埋件的埋置方法，其特征在于，所述金属预埋块的表面包裹的所述第二布条层数为两层或两层以上。