CN106426959A - 一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明装置属于生物质复合材料点阵结构范畴,涉及一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置。该发明装置呈十字形,由主体部分、伸长部分、芯子固定器和上下面板平衡器组成。操作方法:1、根据计算,确定生物质复合材料点阵结构芯子角度、间距和上下面板净距。2、将结构芯子用本装置固定安装3、上下面板和芯子整体组装。本装置致力于减小手工操作的误差,并通过稍过量的胶弥补打孔的误差。
Description
技术领域
本发明装置属于生物质复合材料点阵结构领域,涉及一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置。
背景技术
生物质复合材料点阵结构是一种轻质、高比强、高比刚和具有实现多功能潜力的新型结构,近些年受到国内外学者的极大关注。但由于生物质复合材料的高温降解特性,使其无法完成一体化浇注成型,影响了结构的整体性。目前生物质复合材料点阵结构领域普遍采用的插入—胶合法,由于打孔和安装等多靠手工操作,芯子的插入深度、角度和间距等误差较大,某些芯子局部悬空,上下面板不够平行,使结构在承受外部荷载时受到很大的集中应力,降低了结构的承载力和安全性。本发明精确控制生物质复合材料点阵结构的芯子的角度和间距,对芯子进行精确固定和安装,使所有芯子形成一个整体,并依靠平行装置保证上下面板平行,在很大程度上,减小了手工安装的误差,使实验数据更有说服力。
发明内容
本发明装置为了解决生物质复合材料点阵结构插入—胶合法中,芯子安装误差过大、传力不均和上下面板不平行的问题,发明了一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置。
本发明装置由主体部分(1)、伸长部分(2)、芯子固定器(3)和上下面板平衡器(7)组成。
主体部分(1)是十字形结构,其中十字交叉部分宽度D,高度H,十字交叉部分为实体结构,在其上下面处设有上下面板平衡器专用螺栓孔(5)(螺栓孔孔心在上下面板形心,螺栓直径0.5D,螺栓孔深度0.3H),主体部分(1)悬臂长度为L0,其内部设有上下两道矩形槽(0.2H×0.8D×L0)供伸长部分(2)自由伸缩,并靠伸长部分固定螺栓(6)固定。
伸长部分(2)由上下面板(0.2H×0.8D×L0,净距0.4H)组成,(可以全部填充矩形槽空间),考虑到伸长部分固定螺栓(6)的位置和对伸长部分(2)的压力,为保证本装置的精确性,伸长部分调节的范围为0—0.8L0,
芯子固定器(3)由侧面面板(10)、芯子夹板(9)(左右两片)和夹板固定螺栓(12)(两个)组成。芯子固定器(3)与伸长部分靠螺栓(11)(13)相连,调节伸长部分(2)上下面板的外伸长度,上侧螺栓(11)保证伸长部分(2)上侧面板与侧面面板(10)不发生平动,只发生转动。下侧螺栓(13)保证伸长部分(2)下侧面板与侧面面板(10)在滑动通道发生平动和转动。形成固定角度后,拧紧螺栓(11)(13),将芯子搭在侧面面板(10)上,将芯子夹板(9)向内部移动相同的距离,夹紧芯子,并靠夹板固定螺栓(12)固定芯 子。
1、上下面板平衡器(7)插入上下面板平衡器专用螺栓孔(5)并拧紧,根据计算,求出上下面板的净距,调节上下平衡器的长度使上下面板平衡器(7)的平衡帽的间距等于上下面板净距,根据点阵结构的大小安装选取平衡帽(14)为了使平衡帽(14)不粘到环氧树脂,应使平衡帽(14)距离钻孔的距离大于5。
本发明装置的有益效果是:
1、本发明装置在一定程度上克服了芯子角度和间距的误差、保证了上下面板的平行,弥补了传力不均的缺陷,使芯子的分布更趋合理。
2、提前用该装置确定芯子的角度和间距,而不是靠打孔角度确定,用插入—胶合法中胶体弥补了打孔的缺陷,使结构更趋合理
附图说明
图1—装置整体俯视图(1—主体部分、2—伸长部分、3—芯子固定器、4—尺寸基准线、5—上下面板平衡器专用螺栓孔、)由于3—芯子固定器结构复杂,未在本图详细标示。详图见图3、图4。
图2—装置整体主视图(1—主体部分、2—伸长部分、3—芯子固定器、4—尺寸基准线、6—伸长部分固定螺栓、7—上下面板平衡器、14—平衡帽)
图3—芯子固定器主视图(9—芯子夹板、10—侧面面板、11—上侧螺栓、12—夹板固定螺栓、13—下侧螺栓)
图4—芯子固定器侧视图
图5—1—1剖面图(黑色部分表示主体部分,白色空心部分为伸长部分2提供自由伸缩的通道;通道尺寸0.2H×0.8D×L0,上下通道净距0.4H,通道距上下面板距离0.1H)
图6—计算简图(不包括芯子插入面板部分,为上下面板之间芯子的计算简图)—见下文具体实施方式
图7、8、9装置整体效果图A、B、C
具体实施方式
制备一个芯子直径12,长度60,插入深度8,角度45°芯子最小静距26,最大静距88.216(26、88.216不包括芯子插入部分,为芯子裸露部分的最大最小静距)的金字塔型点阵结构。
本装置尺寸:十字交叉部分宽度D=10,高度H=10,主体部分(1)悬臂长度L0=15,伸长部分调节的范围为0—0.8L0即0—12。
计算数据:由图5—1—1剖面图可知,伸长部分上面板上部到下面板下部的间距为4、 由图6—计算简图(a—芯子最小净距26、b—装置上下部芯子长度(以伸长部分上下面板外侧为基准)19.172、c—芯子在侧面面板(10)上的长度5.656、d—上下面板平衡器(7)高度13.555、e—伸长部分上面板上部到下面板下部的间距为4、f—装置上部芯子长度在水平面的投影长度13.555、g—装置下面板以上芯子在水平面的投影长度17.555、h—芯子最大净距88.216)。
操作方法:
(1)将本装置的外伸部分上侧面板调节到0.5(13.555×2+26-10-15×2)=6.555<12拧紧上侧螺栓(11),下侧面板调节到0.5(17.555×2+26-10-15×2)=10.555<12拧紧下侧螺栓(13)。
(2)用刻度尺测量和铅笔把芯子标注为19.172+8=27.172、5.656、19.172+8=27.172三部分。将芯子放在侧面面板(10)上,芯子在伸长部分上侧面板的长度为27.172,并用夹板固定螺栓(12)固定。
(3)调节上下面板平衡器(7)的高度(包括14—平衡帽)为0.5(31.108-10)=10.654,根据上下静距,上侧选择直径为10的平衡帽,下侧选取直径为50的平衡帽。
(4)把根据尺寸打好孔的上下面板准备好,将下侧面板的钻孔涂入稍过量的环氧树脂,并在下侧芯子涂上环氧树脂,将用本装置组合起来的芯子插入钻孔,两个小时后,按同种方式组合上面板,在两个小时后,拆除装置,生物质复合材料点阵结构组装完成。
Claims (6)
1.一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置,本装置由主体部分(1)、伸长部分(2)、芯子固定器(3)和上下面板平衡器(7)组装而成。
2.根据权利要求1所述的一种生物质复合材料点阵结构的精确安装装置,本装置适用于生物质复合材料金字塔型、直柱型和斜柱型点阵结构的精确安装装置。
3.根据权利要求1所述的主体部分(1),在其十字交叉部分为实体金属结构,在十字交叉部分上下面设有上下面板平衡器专用螺栓孔(5)(螺栓孔孔心在上下面板形心,螺栓直径0.5D,螺栓孔深度0.3H),主体部分(1)悬臂长度为L0,其内部设有上下两道矩形槽,上下槽的净距0.4H,槽的尺寸0.2H×0.8D×L0。
4.根据权利要求1所述的伸长部分(2),由上下面板(带刻度)组成,由于上下面板的净距0.4H一定,改变坡度值,即控制上下面板的伸长长度差,就能控制角度的大小,坡度角
5.根据权利要求1所述的芯子固定器(3),由侧面面板(10)、芯子夹板(9)(左右两片)和夹板固定螺栓(12)(两个)组成。
6.根据权利要求1所述的上下面板平衡器(7),其固定在上下面板平衡器专用螺栓孔(5),根据点阵结构的大小安装选取平衡帽(14),为了使平衡帽(14)不粘到环氧树脂,应使平衡帽(14)距离钻孔的距离大于5。
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