CN105019561A - 用于连接复合材料的咬合接头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于连接复合材料的咬合接头,用于连接复合材料管件,包括限位管和连接管,连接管设置在限位管一端,限位管外径大于连接管的外径,限位管和连接管内径相同且相通,连接管外壁对称设有两个第一卡片,第一卡片长度与连接管长度相同,第一卡片外壁等间隔设置若干条凹槽,凹槽与凹槽之间形成突齿,第一卡片横截面为劣弧。本发明的优点在于整体性好,承载力强,无应力集中现象,结构简单,易于固定。
Description
技术领域
本发明属于结构工程复合材料构件连接领域,具体涉及一种用于连接复合材料的咬合接头。
背景技术
与纤维增强复合材料相比,传统材料具有刚强、轻质、耐腐蚀等特点,其已经在航空航天领域得到广泛应用,在民用方面也得到了越来越多的重视,如桥梁加固抢修,替代传统钢材的应急救援桥梁等方面,其材料加工和生产工艺也趋于成熟。
在大量的复合材料应用过程中,连接问题是制约进一步发展的重大因素。传统的复合材料连接方式主要有胶连接、机械连接和胶-机械连接。其中传统胶连接直接采用胶粘方式在节点处将汇交的粘接在一起,受胶粘剂强度影响,其强度较低,不能作为主承力构件使用。机械连接通过钻孔方式结合螺栓进行连接,破坏了构件的整体性,通常出现应力集中现象,大大降低了构件承载力且施工工程量较大。胶-机械混合连接同样面临构件整体性破坏较大,存在很大应力集中,工程量较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于连接复合材料的咬合接头,克服了胶接承载力不足和机械连接应力集中的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种用于连接复合材料的咬合接头,用于连接复合材料管件,包括限位管和连接管,连接管设置在限位管一端,限位管外径大于连接管的外径,限位管和连接管内径相同且相通,连接管外壁对称设有两个第一卡片,第一卡片长度与连接管长度相同,第一卡片外壁等间隔设置若干条凹槽,凹槽与凹槽之间形成突齿,第一卡片横截面为劣弧。
所述凹槽优选螺旋型凹槽。
所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括纤维丝,纤维丝包裹在卡片外壁。
所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括碳纤维布,碳纤维布包裹在卡片外壁。
所述用于连接复合材料的咬合接头材料为合金或钢。
本发明与现有技术相比,其显著优点在于:(1)整体性好,承载力强,无应力集中现象:通过外侧齿槽缠绕纤维丝和纤维布的加强,形成了类似于机械齿的复合材料齿,其和复合材料固化在一起整体性好。
(2)结构简单,易于固定。
附图说明
图1为本发明用于连接复合材料的咬合接头的整体结构示意图。
图2为本发明用于连接复合材料的咬合接头的连接状态示意图。
图3为本发明用于连接复合材料的咬合接头的侧视图。
图4为本发明连接的复合材料管示意图。
图5为本发明图4中复合材料管连接端的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1、图2和图3,一种用于连接复合材料的咬合接头,用于连接复合材料管件2,包括限位管1和连接管4,连接管4设置在限位管1一端,限位管1外径大于连接管4的外径,限位管1和连接管4内径相同且相通,连接管4外壁对称设有两个第一卡片6,第一卡片6长度与连接管4长度相同,第一卡片6外壁等间隔设置若干条凹槽3,凹槽与凹槽之间形成突齿5,第一卡片6横截面为劣弧。
所述凹槽3优选螺旋型凹槽。
所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括纤维丝8,纤维丝8包裹在卡片外壁。
所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括碳纤维布9,碳纤维布9包裹在卡片外壁。
所述用于连接复合材料的咬合接头材料为合金或钢。
结合图1~图5,一种用于连接复合材料的咬合接头的应用:
一种用于连接复合材料的咬合接头,用于连接复合材料管件2,包括限位管1和连接管4,连接管4设置在限位管1一端,限位管1外径大于连接管4的外径,限位管1和连接管4内径相同且相通,连接管4外壁对称设有两个第一卡片6,第一卡片6长度与连接管4长度相同,第一卡片6外壁等间隔设置若干条凹槽3,凹槽与凹槽之间形成突齿5,第一卡片6横截面为劣弧。
结合图4和图5,复合材料管件2一端设有与用于连接复合材料的咬合接头的第一卡片6相匹配的第二卡片7,第二卡片7外壁等间隔设置若干条凹槽,凹槽与凹槽之间形成突齿,第二卡片7横截面为优弧。
复合材料管件2设有第二卡片的一端与用于连接复合材料的咬合接头的连接管4相连,第二卡片7与第一卡片6相互扣合,构成圆柱,其上的突齿对齐后呈螺旋状,第二卡片7的端面顶住与其相连的限位管1的边缘,构成限位。复合材料管件2的第二卡片7的内壁与连接管4的接触面设有抹树脂胶,采用纤维丝8或碳纤维布9将其包裹。将两个用于连接复合材料的咬合接头限位管1的另一端通过焊接,即可连接两个复合材料管。
本发明通过用于连接复合材料的咬合接头的第一卡片6的突齿和复合材料管外壁的第二卡片7的突齿相互扣合,形成了紧密的机械咬合,在外壁包裹纤维丝8或碳纤维布9,在纤维丝8或碳纤维布9的环向紧固作用下,形成了整体性较强的连接方式,克服了传统单一胶连接强度低以及机械连接应力集中、整体性不好的缺点,具有操作简便,精度高,技术简单可行,实用性强的特点。
Claims (5)
1.一种用于连接复合材料的咬合接头,其特征在于:用于连接复合材料管件(2),包括限位管(1)和连接管(4),连接管(4)设置在限位管(1)一端,限位管(1)外径大于连接管(4)的外径,限位管(1)和连接管(4)内径相同且相通,连接管(4)外壁对称设有两个第一卡片(6),第一卡片(6)长度与连接管(4)长度相同,第一卡片(6)外壁等间隔设置若干条凹槽(3),凹槽与凹槽之间形成突齿(5),第一卡片(6)横截面为劣弧。
2.根据权利要求1所述的用于连接复合材料的咬合接头,其特征在于:所述凹槽(3)优选螺旋型凹槽。
3.根据权利要求1所述的用于连接复合材料的咬合接头,其特征在于:所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括纤维丝(8),纤维丝(8)包裹在卡片外壁。
4.根据权利要求1所述的用于连接复合材料的咬合接头,其特征在于:所述用于连接复合材料的咬合接头,还包括碳纤维布(9),碳纤维布(9)包裹在卡片外壁。
5.根据权利要求1所述的用于连接复合材料的咬合接头,其特征在于:所述用于连接复合材料的咬合接头优选合金或钢。
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