CN106739019A - 碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置 - Google Patents

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刘玉庆
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周艳秋
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Abstract

本发明提供了一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，该装置包括夹持体、缓冲层、防粘层，夹持体使用的材料为金属材料，缓冲层为橡胶材料，防粘层为防粘接粘接材料，缓冲层位于夹持体和防粘层之间，缓冲层分别与夹持体和防粘层粘贴，装置利用组合式夹持体的弹性变形对圆杆外圆实现径向加压，缓冲层根据被夹持对象的外形产生相应的变形并实现紧密贴合，橡胶层缓冲层表面硬度小且不会对被夹持体表面产生损伤。本发明解决常规C型夹、螺钉机械连接方法不适用于碳纤维圆杆碳布补强时的径向加压问题,装置通过夹持体压缩变形后实现圆杆外圆的径向施压，装置成本较低，使用方便，同时具有变形自适应及防粘接能力。

Description

碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复合材料领域，具体地，涉及一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置。
背景技术
复合材料圆杆在零件成型或与接头胶接成桁架结构后，其两端由于自身的缺陷或与接头接触区域的应力集中，所受的弯曲应力和剪切应力最大，形成局部的承力薄弱区。目前在复合材料成型及胶接领域一般使用碳布增加铺层厚度以提高强度。为保证碳布胶接强度，在胶接固化过程需要施加一定的固化压力。受制于圆形杆件结构的特殊性，不宜采用传统的开孔或硬接触方式施加固化压力。常规的C型夹或哈弗夹虽实现夹紧，但径向压力不均匀，脱模不顺畅，固化效果不佳。本加压装置是以多段式的夹持体和缓冲层作为变形元件，通过螺钉压紧引起弹性变形，与杆件外圆附形贴合，自动定心并产生径向夹紧力。夹持体本身变形不均匀，其变形程度影响夹紧力的大小，为了保证力的均匀性，缓冲层应合理设置厚度及变形间隙，使缓冲层与外圆均匀贴合。本装置在不损害圆杆外圆表面的前提下，通过夹持体、缓冲层、防粘层的一体式结构，实现快速、高效的径向固化压力施加方式。常规C型夹、螺钉机械连接方法不适用于碳纤维圆杆碳布补强时的径向加压问题,装置成本较高，不便于使用，同时不具有变形自适应及防粘接能力。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其解决常规C型夹、螺钉机械连接方法不适用于碳纤维圆杆碳布补强时的径向加压问题,该装置通过夹持体压缩变形后实现圆杆外圆的径向施压，装置成本较低，使用方便，同时具有变形自适应及防粘接能力。
根据本发明的一个方面，提供一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，该装置包括夹持体、缓冲层、防粘层，夹持体使用的材料为金属材料，缓冲层为橡胶材料，防粘层为防粘接材料，缓冲层位于夹持体和防粘层之间，缓冲层与夹持体粘贴，装置利用组合式夹持体的弹性变形对圆杆外圆实现径向加压，缓冲层根据被夹持对象的外形产生相应的变形并实现紧密贴合，缓冲层表面硬度小且不会对被夹持体表面产生损伤，按任务需求将组合式夹持体设计为不同数量，夹持体一般为三段结构，根据夹持力的要求调整缓冲层厚度并适当调整每个夹持点连接螺钉的规格、数量以及拧紧力大小。
优选地，所述夹持体的外形尺寸根据圆杆大小及缓冲层厚度改变，通过优化尺寸设计，预留变形空间，使用韧性好的金属材料。
优选地，所述缓冲层选用表面硬度小、摩擦系数大、弹性强、压缩的橡胶材料，预留变形空间，合理调整大小及厚度，实现接触面紧密贴合。
优选地，所述防粘接材料粘贴于缓冲层内侧。
优选地，所述缓冲层与夹持体粘贴，受压缩后形状会根据夹持体的形状而变形，实现贴合面自动附形贴合，同时减少夹持体变形不均匀带来的不利影响，使固化压力均匀分布，优化胶接固化效果，碳布固化完成后表面质量好、精度高。
优选地，所述夹持体、缓冲层、防粘层设计为一体式结构，根据使用要求配备不同规格，作为通用工装使用，提高使用效率。
优选地，所述圆杆通过螺纹副运动实现对圆杆的松弛与夹紧并通过调整螺钉拧紧力大小控制夹持体变形量，进而控制夹持力的大小，在自然状态下各夹持体间存在间隙，螺钉压紧时夹持体产生弹性变形，放松螺钉时变形恢复，
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：解决常规C型夹、螺钉机械连接方法不适用于碳纤维圆杆碳布补强时的径向加压问题,该装置通过夹持体压缩变形后实现圆杆外圆的径向施压，装置成本较低，使用方便，同时具有变形自适应及防粘接能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为夹持体示意图。
图2为夹持体、缓冲层、防粘层组合示意图。
图3为装置径向施压示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图2所示，本发明提供一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，该装置包括夹持体1、缓冲层2、防粘层3，夹持体1使用的材料为金属材料，缓冲层为2橡胶材料，防粘层3为防粘接材料，缓冲层2位于夹持体1和防粘层3之间，缓冲层2与夹持体1粘贴，装置利用组合式夹持体1的弹性变形对圆杆4外圆实现径向加压，缓冲层根据被夹持对象的外形产生相应的变形并实现紧密贴合，缓冲层表面硬度小且不会对被夹持体1表面产生损伤，按任务需求将组合式夹持体1设计为不同数量，夹持体1一般为三段结构，根据夹持力F的要求调整缓冲层厚度并适当调整每个夹持点连接螺钉的规格、数量以及拧紧力大小。缓冲层2的两端由一个螺丝5夹住，这样防止产生松动。
夹持体的外形尺寸根据圆杆大小及缓冲层厚度改变，通过优化尺寸设计，预留变形空间，使用韧性好的金属材料，这样方便使用，适应圆杆的不同尺寸。圆杆外径、缓冲层厚度等优选合适内径和外径的夹持体，轴向宽度可根据补强宽度确定。
缓冲层选用表面硬度小、摩擦系数大、弹性强、压缩的橡胶材料，这样预留变形空间，合理调整大小及厚度，实现接触面紧密贴合；缓冲层与夹持体粘贴，受压缩后形状会根据夹持体的形状而变形，这样实现贴合面自动附形贴合，同时减少夹持体变形不均匀带来的不利影响，这样使固化压力均匀分布，优化胶接固化效果，碳布固化完成后表面质量好、精度高。
如防粘接材料粘贴于缓冲层内侧，夹持体、缓冲层、防粘层设计为一体式结构，根据使用要求配备不同规格，作为通用工装使用，这样提高使用效率。
圆杆通过螺纹副运动实现对圆杆的松弛与夹紧并通过调整螺钉拧紧力大小控制夹持体变形量，进而控制夹持力的大小，在自然状态下各夹持体间存在间隙，螺钉压紧时夹持体产生弹性变形，这样放松螺钉时变形恢复。据圆杆外径、缓冲层厚度优选合适内径和外径的夹持体，轴向宽度根据补强宽度确定。
各夹持体组合为360°整体结构用螺钉固定且放置于待杆件待补强部位，各夹持体间应留有变形空间δ，若变形区域过大或过小，应重新调整夹持体尺寸或调整缓冲层厚度。
螺钉均匀拧紧夹持体和缓冲层，当夹持体和缓冲层变形逐渐增大，通过试验或计算的方式根据变形量计算夹紧力，当夹紧力达到使用要求时停止拧紧螺钉，此时缓冲层均匀贴合于圆杆外圆，并产生大致均匀分布的径向压力，这样使用方便。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，该装置包括夹持体、缓冲层、防粘层，夹持体使用的材料为金属材料，缓冲层为橡胶材料，防粘层为防粘接材料，缓冲层位于夹持体和防粘层之间，缓冲层分别与夹持体和防粘层粘贴，装置利用组合式夹持体的弹性变形对圆杆外圆实现径向加压，缓冲层根据被夹持对象的外形产生相应的变形并实现紧密贴合，缓冲层表面硬度小且不会对被夹持体表面产生损伤，按任务需求将组合式夹持体设计为不同数量，夹持体一般为三段结构，根据夹持力的要求调整缓冲层厚度并适当调整每个夹持点连接螺钉的规格、数量以及拧紧力大小。
2.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述夹持体的外形尺寸根据圆杆大小及缓冲层厚度改变，通过优化尺寸设计，预留变形空间，使用韧性好的金属材料。
3.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述缓冲层选用表面硬度小、摩擦系数大、弹性高、可压缩的橡胶材料，预留变形空间，合理调整大小及厚度，实现接触面紧密贴合。
4.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述防粘接材料粘贴于缓冲层内侧。
5.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述缓冲层与夹持体粘贴后，受压缩后形状会根据夹持体的形状而变形，实现贴合面自动附形贴合，同时减少夹持体变形不均匀带来的不利影响，使固化压力均匀分布，优化胶接固化效果，碳布固化完成后表面质量好、精度高。
6.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述夹持体、缓冲层、防粘层设计为一体式结构，根据使用要求配备不同规格，作为通用工装使用，提高使用效率。
7.根据权利要求1所述的碳纤维圆杆碳布补强多点弹性径向加压装置，其特征在于，所述圆杆通过螺纹副运动实现对圆杆的松弛与夹紧并通过调整螺钉拧紧力大小控制夹持体变形量，进而控制夹持力的大小，在自然状态下各夹持体间存在间隙，螺钉压紧时夹持体产生弹性变形，放松螺钉时变形恢复。
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