CN1873236A - 一种纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维复合材料壳板与金属构件、尤其是钢制构件的连接结构。包括有纤维复合材料壳板和与其相连的金属构件，其不同之处在于在金属构件与纤维复合材料壳板的连接处分别设置凹槽和榫头，榫头嵌入凹槽使金属构件与纤维复合材料壳板相连成一体。所述的榫头由构成壳板的纤维复合材料制作时填入金属构件凹槽而形成，且一次制作固化成型。本发明的有意效果在于：1.连接强度高，牢固度好，受力均匀，纤维复合材料壳板受力小，连接结构与纤维复合壳板同寿命。2.工艺简单，连接结构与纤维复合材料壳板同步成型，即一次制作固化成型，糊入金属构件凹槽的榫头材料与糊制壳板的纤维复合材料完全相同，其制作的产品质量更易得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维复合材料壳板与金属构件、尤其是钢制构件的连接结构。
背景技术
纤维复合材料由化纤材料(布料)和树脂等复合而成，具有质轻耐蚀、绝缘抗磁、隔振降噪、易于成型和强度较高的诸多特点，被广泛应用于工程领域。纤维复合材料与金属构件相结合，成型的构件具有更高的强度和特性，可适于一些比较特殊的场合要求。在现有技术中，纤维复合材料与金属构件之间最简单的连接方式是用粘胶剂连接，这种连接强度低，不能满足工程的需要，因此，在连接处必须进行加强。目前最常用的是采用钢制螺钉、纤维复合材料桩进行加固。采用钢制螺钉进行加固当纤维复合材料壳板受外载荷作用时，由于是点连接，螺钉孔周围的纤维复合材料壳板受力，因范围小，容易产生应力集中。当壳板太薄，刚度不够时，螺孔周围的纤维复合材料壳板容易受损，严重时脱开螺钉，造成纤维复合材料壳板与钢制结构连接处破坏。在海洋环境中或使用时间长一些，连接处的螺钉容易生锈，生锈后的锈迹一部分浸入纤维复合材料壳板内部，影响了壳板的使用寿命，另一部分浸出壳板表面，影响了壳板表面美观。采用纤维复合材料桩进行加固可以使纤维复合材料桩与纤维复合材料壳板之间粘贴得牢一些，粘贴范围大一些，但桩周围的纤维复合材料壳板仍然是点连接，存在着受力大、应力集中，容易受损的问题，且该结构加工工序多而复杂、工艺要求高。上述情况的存在制约了纤维复合材料与钢制构件及其它金属材料构件相组合结构的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种连接强度高，施工工艺简单的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有纤维复合材料壳板和与其相连的金属构件，其不同之处在于在金属构件与纤维复合材料壳板的连接处分别设置凹槽和榫头，榫头嵌入凹槽使金属构件与纤维复合材料壳板相连成一体。
按上述方案，所述的榫头由构成壳板的纤维复合材料制作时填入金属构件凹槽而形成，榫头与纤维复合材料壳板相连成一体，且一次制作固化成型。
按上述方案，所述的金属构件为钢制构件或铝合金构件；所述的凹槽横截面为矩形或梯形，梯形截面为上小下大(口小内大)。所述的金属构件的凹槽可沿金属构件的纵向连续或间断布设。榫头横截面与凹槽横截面相同。
本发明连接结构的制作方法为：
a.按有关图纸要求制造设槽金属构件；
b.按有关图纸要求制作纤维复合材料壳板阳模；
c.金属构件凹槽内表面打磨，并清理干净；
d.在糊制纤维复合材料壳板时，把纤维布糊入金属构件凹槽，并一层一层压实，直到槽型金属结构内部填满、充实、整个纤维复合壳板同时糊制完成。
本发明的有意效果在于：1、连接强度高，牢固度好，受力均匀，纤维复合材料壳板受力小，连接结构与纤维复合壳板同寿命。2、工艺简单，连接结构与纤维复合材料壳板同步成型，即一次制作固化成型，糊入金属构件凹槽的榫头材料与糊制壳板的纤维复合材料完全相同，其制作的产品质量更易得到保证。
附图说明
图1为本发明一个实施例的连接结构剖面图。
图2为本发明另一个实施例的连接结构剖面图。
图3为本发明第三个实施例的连接结构剖面图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
第一个实施例如图1所示，包括有纤维复合材料壳板1和与其相连的金属构件2，在金属构件与纤维复合材料壳板的连接处分别设置凹槽和榫头3，金属构件凹槽横截面为不等边梯形，一侧的底角为锐角，另一侧为直角，梯形截面为上小下大(口小内大)，纤维复合材料壳板的榫头嵌入凹槽使金属构件与纤维复合材料壳板相连成一体，所述的榫头3由构成壳板的纤维复合材料制作时填入金属构件凹槽而形成，榫头横截面与凹槽横截面相同，榫头与纤维复合材料壳板相连成一体，且一次制作固化成型。所述的纤维复合材料可由玻璃纤维或碳纤维或其它纤维材料布与树脂复合而成。
第二个实施例如图2所示，它与上一个实施例的不同之处在于金属构件凹槽横截面为等腰梯形，凹槽沿金属构件的纵向连续布设。其它结构与上一个实施例相同。
第三个实施例如图3所示，它与第一个实施例的不同之处在于金属构件凹槽横截面为矩形，凹槽沿金属构件的纵向连续布设，凹槽内侧壁上焊一根纵向筋条4。用以增加凹槽内表面阻力，其目的都是确保玻璃纤维复合材料与钢制结构牢固连接。其它结构与上一个
实施例相同。
Claims (7)
1、一种纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，包括有纤维复合材料壳板和与其相连的金属构件，其特征在于在金属构件与纤维复合材料壳板的连接处分别设置凹槽和榫头，榫头嵌入凹槽使金属构件与纤维复合材料壳板相连成一体。
2、按权利要求1所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于所述的榫头由构成壳板的纤维复合材料制作时填入金属构件凹槽而形成，榫头与纤维复合材料壳板相连成一体，且一次制作固化成型。
3、按权利要求1或2所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于所述的金属构件为钢制构件或铝合金构件。
4、按权利要求1或2所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于所述的凹槽横截面为矩形或梯形，梯形截面为上小下大。
5、按权利要求1或2所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于所述的金属构件的凹槽可沿金属构件的纵向连续或间断布设。
6、按权利要求4所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于金属构件凹槽横截面为矩形，凹槽沿金属构件的纵向连续布设，凹槽内侧壁上焊一根纵向筋条。
7、按权利要求4所述的纤维复合材料壳板与金属构件的连接结构，其特征在于所述的榫头横截面与凹槽横截面相同。
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