CN115727049A - 一种复材连接结构、复材结构及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维复合材料技术领域，尤其涉及一种复材连接结构、复材结构及连接方法，连接结构包括：第一部件，预埋或固定设置于其中一复材部件中；第二部件，预埋或固定设置于另一复材部件中；其中，第一部件和第二部件分别包括一容置空间和一开口，开口两端设置有两限位边；连接部件，穿过两开口，至少局部分别位于两容置空间内，连接部件上设置有两限位槽，第一部件和第二部件的两限位边分别位于两限位槽内，限位槽与第一部件和第二部件的限位边相互配合，限制第一部件和第二部件的相互远离。本发明中免去了对复材结构的打孔造成的纤维连续性的破坏，其失效形式为连接部件的结构破坏，而不是粘接破坏，其载荷承载能力更大，能够保证其使用寿命。

Description

一种复材连接结构、复材结构及连接方法

技术领域

本发明涉及纤维复合材料技术领域，尤其涉及一种复材连接结构、复材结构及连接方法。

背景技术

纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强等一系列优异性能，已被广泛应用于航空航天、航海、国防、交通运输、化工机械等领域。复合材料结构连接方式主要有胶接连接和机械连接。由于机械连接能传递较大的载荷，故复合材料主要承力处多采用机械连接。

然而，机械连接需要在连接区上钻孔，钻孔切断了纤维，导致开口周围产生应力集中，使其成为复合材料结构中最容易发生破坏的薄弱环节。实际应用表明，在飞机的各种故障中，75%-80%的疲劳破坏发生在基体结构的零件连接部位上，因此，如何更好的对复材结构进行连接，防止其应力集中导致破坏，具有重要的意义。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种复材连接结构、复材结构及连接方法，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种复材连接结构，包括：

第一部件，所述第一部件预埋或固定设置于其中一复材部件中；

第二部件，所述第二部件预埋或固定设置于另一复材部件中；

其中，所述第一部件和第二部件分别包括一容置空间和一开口，所述开口两端设置有两限位边；

连接部件，所述连接部件穿过两所述开口，且至少局部分别位于两所述容置空间内，所述连接部件上设置有两限位槽，所述第一部件和第二部件的两所述限位边分别位于两所述限位槽内，所述限位槽与所述第一部件和第二部件的所述限位边相互配合，限制所述第一部件和第二部件的相互远离。

进一步地，所述第一部件和第二部件为对称结构，经拉挤成型后分段切割构成。

进一步地，所述连接部件为工字型结构，两所述限位槽分别位于其垂直于长度延伸方向的两端。

进一步地，所述连接部位于两所述容置空间内的两端为平面结构。

进一步地，所述连接部位于两所述容置空间内的两端为弧形结构。

进一步地，两所述弧形结构分别向相互远离的一端凸起。

进一步地，两所述弧形结构分别向相互靠近的一端凸起。

本发明中还包括一种复材结构，包括两复材部件和如上述的复材连接结构，两所述复材部件分别预埋或固定设置有所述第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件之间固定设置有所述连接部件，所述连接部件与所述第一部件和第二部件通过所述限位槽和限位边进行限位，并通过铆接和/或粘接进行固定。

本发明中还包括一种复材结构连接方法，对如上述的复材结构进行连接，包括如下步骤：

将所述第一部件和第二部件分别预埋或固定于两复材部件上；

将两所述复材部件沿所述连接部件长度延伸方向，将第一部件和第二部件的限位边插入限位槽内；

通过铆接和/或粘接的方式，对限位边之间和/或限位边与连接部件之间，进行辅助固定；

将两所述复材部件连接为一体。

本发明的有益效果为：本发明通过设置复材连接结构，包括第一部件、第二部件和连接部件，将第一部件和第二部件分别预埋在需要连接的两复材部件中，或者粘接固定在需要连接的两复材部件中，通过在第一部件和第二部件上设置开口和限位边，在连接部件上设置限位槽，从而限位槽同时对第一部件和第二部件上的限位边进行容纳和限位，来防止第一部件和第二部件之间的相互远离，从而实现对两复材部件的固定，免去了对复材结构的打孔造成的纤维连续性的破坏，且第一部件和第二部件是通过连接部件进行限位，而不是通过粘接，所以其失效形式为连接部件的结构破坏，而不是粘接破坏，其载荷承载能力更大，能够保证其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中复材连接结构的示意图；

图2为图1中的侧面视图；

图3为图1中的爆炸图；

图4为实施例1中连接部件的结构示意图；

图5为实施例1中连接方法的流程图；

图6为实施例2中的侧面视图；

图7为实施例3中的侧面视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1至4所示：一种复材连接结构，包括：

第一部件1，第一部件1预埋或固定设置于其中一复材部件中；

第二部件2，第二部件2预埋或固定设置于另一复材部件中；

其中，第一部件1和第二部件2分别包括一容置空间11和一开口12，开口12两端设置有两限位边13；

连接部件3，连接部件3穿过两开口12，且至少局部分别位于两容置空间11内，连接部件3上设置有两限位槽31，第一部件1和第二部件2的两限位边13分别位于两限位槽31内，限位槽31与第一部件1和第二部件2的限位边13相互配合，限制第一部件1和第二部件2的相互远离。

通过设置复材连接结构，包括第一部件1、第二部件2和连接部件3，将第一部件1和第二部件2分别预埋在需要连接的两复材部件中，或者粘接固定在需要连接的两复材部件中，通过在第一部件1和第二部件2上设置开口12和限位边13，在连接部件3上设置限位槽31，从而限位槽31同时对第一部件1和第二部件2上的限位边13进行容纳和限位，来防止第一部件1和第二部件2之间的相互远离，从而实现对两复材部件的固定，免去了对复材结构的打孔造成的纤维连续性的破坏，且第一部件1和第二部件2是通过连接部件3进行限位，而不是通过粘接，所以其失效形式为连接部件3的结构破坏，而不是粘接破坏，其载荷承载能力更大，能够保证其使用寿命。

在本实施例中，第一部件1和第二部件2为对称结构，经拉挤成型后分段切割构成。

为了保证第一部件1和第二部件2预埋或粘接在复材部件中的粘接强度，所以将第一部件1和第二部件2同样设置为复材结构，避免金属结构由于热膨胀系数不同导致的层间脱空，从而降低结构承载能力的现象，保证连接强度，通过整体拉挤成型后，分段切割成第一部件1和第二部件2，使得加工更方便。

其中，连接部件3为工字型结构，两限位槽31分别位于其垂直于长度延伸方向的两端。

连接部位于两容置空间11内的两端为平面结构32。

在本实施例中，连接部件3为工字型结构，可以为空心型材，也可以为实心型材，位于两端的限位槽31对第一部件1和第二部件2上的限位边13进行容纳及限位。

本实施例中还包括一种复材结构，包括两复材部件和如上述的复材连接结构，两复材部件分别预埋或固定设置有第一部件1和第二部件2，第一部件1和第二部件2之间固定设置有连接部件3，连接部件3与第一部件1和第二部件2通过限位槽31和限位边13进行限位，并通过铆接和/或粘接进行固定。

如图5所示，本实施例中还包括一种复材结构连接方法，对如上述的复材结构进行连接，包括如下步骤：

将第一部件1和第二部件2分别预埋或固定于两复材部件上；

将两复材部件沿连接部件3长度延伸方向，将第一部件1和第二部件2的限位边13插入限位槽31内；

通过铆接和/或粘接的方式，对限位边13之间和/或限位边13与连接部件3之间，进行辅助固定；

将两复材部件连接为一体。

限位槽31同时对第一部件1和第二部件2上的限位边13进行容纳和限位，来防止第一部件1和第二部件2之间的相互远离，从而实现对两复材部件的固定，免去了对复材结构的打孔造成的纤维连续性的破坏，且第一部件1和第二部件2是通过连接部件3进行限位，而不是通过粘接，所以其失效形式为连接部件3的结构破坏，而不是粘接破坏，其载荷承载能力更大，能够保证其使用寿命，安装时只需将第一部件1和第二部件2沿着限位槽31插入，通过铆接和/粘接的方式加强固定即可，即可实现两个独立部件的连接，连接方便，操作简单。

实施例2：

如图6所示，与实施例1中不同的是，连接部位于两容置空间11内的两端为弧形结构33。

其中，两弧形结构33分别向相互远离的一端凸起。

通过将连接部件3的两端设置为弧形结构33，从而构成拱形结构，可以提高对载荷的承载能力。

实施例3：

如图7所示，与实施例2中不同的是，两弧形结构33分别向相互靠近的一端凸起。

通过将连接部件3的两端设置为弧形结构33，从而构成拱形结构，可以提高对载荷的承载能力。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种复材连接结构，包括：

第一部件，所述第一部件预埋或固定设置于其中一复材部件中；

第二部件，所述第二部件预埋或固定设置于另一复材部件中；

其中，所述第一部件和第二部件分别包括一容置空间和一开口，所述开口两端设置有两限位边；

连接部件，所述连接部件穿过两所述开口，且至少局部分别位于两所述容置空间内，所述连接部件上设置有两限位槽，所述第一部件和第二部件的两所述限位边分别位于两所述限位槽内，所述限位槽与所述第一部件和第二部件的所述限位边相互配合，限制所述第一部件和第二部件的相互远离。

2.根据权利要求1所述的复材连接结构，其特征在于，所述第一部件和第二部件为对称结构，经拉挤成型后分段切割构成。

3.根据权利要求2所述的复材连接结构，其特征在于，所述连接部件为工字型结构，两所述限位槽分别位于其垂直于长度延伸方向的两端。

4.根据权利要求3所述的复材连接结构，其特征在于，所述连接部位于两所述容置空间内的两端为平面结构。

5.根据权利要求3所述的复材连接结构，其特征在于，所述连接部位于两所述容置空间内的两端为弧形结构。

6.根据权利要求5所述的复材连接结构，其特征在于，两所述弧形结构分别向相互远离的一端凸起。

7.根据权利要求5所述的复材连接结构，其特征在于，两所述弧形结构分别向相互靠近的一端凸起。

8.一种复材结构，其特征在于，包括两复材部件和如权利要求1至7任一项所述的复材连接结构，两所述复材部件分别预埋或固定设置有所述第一部件和第二部件，所述第一部件和第二部件之间固定设置有所述连接部件，所述连接部件与所述第一部件和第二部件通过所述限位槽和限位边进行限位，并通过铆接和/或粘接进行固定。

9.一种复材结构连接方法，其特征在于，对如权利要求8所述的复材结构进行连接，包括如下步骤：

将所述第一部件和第二部件分别预埋或固定于两复材部件上；

将两所述复材部件沿所述连接部件长度延伸方向，将第一部件和第二部件的限位边插入限位槽内；

通过铆接和/或粘接的方式，对限位边之间和/或限位边与连接部件之间，进行辅助固定；

将两所述复材部件连接为一体。

Images