CN207657286U - 一种复合材料夹层结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合材料夹层结构，包括第一复合材料夹层板、第二复合材料夹层板，以及用于连接第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的加固条，第一复合材料夹层板的侧面设置有第一加固槽，第二复合材料夹层板的侧面设置有第二加固槽，第一复合材料夹层板具有榫头，第二复合材料夹层板具有与榫头配合的榫槽。本实用新型采用加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接，与榫卯连接结构相配合实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，不会破坏第一复合材料夹层板或第二复合材料夹层板的连续纤维，而且可对抗不同方向的外力，提高了第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接强度，而且易于拆卸，满足连接需求。
Description
技术领域
本实用新型属于一般建筑物构造领域，具体涉及一种复合材料夹层结构。
背景技术
复合材料夹层板由上下两层面板、位于上下两层面板之间的芯材以及用于粘结芯材与上下两层面板的胶合层组成，复合材料夹层板不仅具有轻质、高强、保温的功能，还具有耐腐蚀、电磁屏蔽等特征，所以复合材料夹层板被越来越多的应用于航空、船舶、车辆、建筑、桥梁、海洋工程结构等各个领域。复合材料夹层板虽然具有提高结构整体性的优越条件，但是由于设计、工艺和使用维护等方面的需要，还是需要相应的连接设计来解决外挂接口等问题，在复合材料夹层结构设计中，连接节点往往是结构的薄弱环节，因此成为设计的关键问题。
复合材料夹层结构常见的连接方式包括：1、机械连接，机械连接易于拆卸、装配、检查和维修，能传递较大荷载，抗剥离性能好，连接可靠性高，加工简单，装配前零件表面不需进行特殊的表面处理，但是，由于复合材料夹层板的脆性及各向异性，层合板开孔使复合材料夹层板的连续纤维被切断，削弱了构件截面，并导致孔边出现高应力集中，截面承载能力降低，因此采用机械连接时，需要对局部加厚，质量和成本增加；2、胶接，胶接可用于不同类型材料的连接，无电化学腐蚀问题，结构整体性好，但是胶结性能受环境(湿、热、腐蚀介质)影响大，存在一定的老化问题，胶结强度分散性大，剥离强度低，不能传递大的荷载，胶结后不可拆卸，不利于构件的拆卸维修；3、共固化成型，共固化成型连接点少，大大减少零件与紧固件的数量，但是，共固化成型不能满足结构拆卸及维护，应用范围有限。因此需要一种连接强度高、而且可以改善机械连接、胶接和共固化成型的缺点的复合材料夹层结构。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种复合材料夹层结构，其结构简单、设计合理，采用加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接，与榫卯连接结构相配合实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，不会破坏第一复合材料夹层板或第二复合材料夹层板的连续纤维，而且可对抗不同方向的外力，提高了第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接强度，而且易于拆卸，满足连接需求，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种复合材料夹层结构，其特征在于：包括第一复合材料夹层板、第二复合材料夹层板，以及用于连接所述第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的加固条，所述第一复合材料夹层板的侧面设置有与所述加固条配合的第一加固槽，所述第二复合材料夹层板的侧面设置有与所述加固条配合的第二加固槽，所述第一复合材料夹层板具有榫头，所述第二复合材料夹层板具有与所述榫头配合的榫槽，所述榫头和第一加固槽分别位于第一复合材料夹层板的相邻两个面上，所述榫头和第一加固槽相垂直，所述榫槽和第二加固槽分别位于第二复合材料夹层板的相邻两个面上，所述榫槽和第二加固槽相垂直。
上述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板均由泡桐木芯和包裹在泡桐木芯外侧的玻璃纤维增强树脂面板组成，所述泡桐木芯和玻璃纤维增强树脂面板通过丙烯酸酯类胶粘剂粘结而成。
上述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述第一加固槽和第二加固槽均为十字型加固槽，所述加固条为十字型加固条。
上述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述榫头的前端面与榫头所在第一复合材料夹层板的侧面相平行，所述榫头的前端面的宽度d1与榫头所在第一复合材料夹层板的侧面的宽度d2满足：
上述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述榫头的厚度d3与榫头所在第一复合材料夹层板的侧面的宽度d2满足：
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。
2、本实用新型采用榫卯结构实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，无需其他辅助连接件，也不需要在第一复合材料夹层板或第二复合材料夹层板上钻孔，不会切断第一复合材料夹层板或第二复合材料夹层板的连续纤维，即可实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，连接可靠性高。
3、本实用新型中，还采用加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，加固条与第一加固槽和第二加固槽相扣接，可进一步增加第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的结合力，使第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板更加结实牢固耐用，进一步强化第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接强度。
4、本实用新型中，将加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接、与榫卯连接结构相配合使用，且榫头与第一加固槽相垂直，榫槽与第二加固槽相垂直，因此加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接与榫卯连接结构相配合，可对抗各个方向的外力，提高了第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接可靠性。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，采用加固条与第一加固槽和第二加固槽的连接，与榫卯连接结构相配合实现第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接，不会破坏第一复合材料夹层板或第二复合材料夹层板的连续纤维，而且可对抗不同方向的外力，提高了第一复合材料夹层板和第二复合材料夹层板的连接强度，而且易于拆卸，满足连接需求，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的爆炸图。
图3为本实用新型第一复合材料夹层板的结构示意图。
图4为本实用新型第二复合材料夹层板的结构示意图。
附图标记说明:
1—第一复合材料夹层板；2—第二复合材料夹层板；
1-1—榫头；1-2—第一加固槽；2-1—榫槽；
2-2—第二加固槽；3—加固条。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型包括第一复合材料夹层板1、第二复合材料夹层板2，以及用于连接所述第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的加固条3，所述第一复合材料夹层板1的侧面设置有与所述加固条3配合的第一加固槽1-2，所述第二复合材料夹层板2的侧面设置有与所述加固条3配合的第二加固槽2-2，所述第一复合材料夹层板1具有榫头1-1，所述第二复合材料夹层板2具有与所述榫头1-1配合的榫槽2-1，所述榫头1-1和第一加固槽1-2分别位于第一复合材料夹层板1的相邻两个面上，所述榫头1-1和第一加固槽1-2相垂直，所述榫槽2-1和第二加固槽2-2分别位于第二复合材料夹层板2的相邻两个面上，所述榫槽2-1和第二加固槽2-2相垂直。
榫头1-1设置在第一复合材料夹层板1的其中一个侧面上，榫头1-1沿第一复合材料夹层板1的长度方向布设，第一加固槽1-2设置在第一复合材料夹层板1的另一个侧面上，第一加固槽1-2沿第一复合材料夹层板1的宽度方向布设，设置有榫头1-1的侧面和设置有第一加固槽1-2的侧面为第一复合材料夹层板1的相邻两个面。
榫槽2-1设置在第二复合材料夹层板2的其中一个侧面上，榫槽2-1沿第二复合材料夹层板2的长度方向布设，第二加固槽2-2设置在第二复合材料夹层板2的另一个侧面上，第二加固槽2-2沿第二复合材料夹层板2的宽度方向布设，设置有榫槽2-1的侧面和设置有第二加固槽2-2的侧面为第二复合材料夹层板2的相邻两个面。
实际使用时，在第一复合材料夹层板1上设置榫头1-1，在第二复合材料夹层板2上设置榫槽2-1，榫头1-1插入榫槽2-1构成榫卯结构，榫头1-1和榫槽2-1咬合，无需通过连接件，即可实现第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的连接，且由于连接不需要钻孔，不会破坏第一复合材料夹层板1或第二复合材料夹层板2的连续纤维，有改善了机械连接、胶接和共固化成型的缺点，增加了连接的可靠性。
将加固条3插入第一加固槽1-2和第二加固槽2-2，加固条3与第一加固槽1-2和第二加固槽2-2相配合，可进一步增加第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的结合力，使第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2更加结实牢固耐用，进一步强化第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的连接强度。
假设第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的宽度方向为横向，则第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的长度方向为纵向，任何一个方向的外力都可以分解成横向外力和纵向外力两部分，榫头1-1和榫槽2-1的连接保证了第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2在受到横向外力时不会发生脱离，加固条3与第一加固槽1-2和第二加固槽2-2的配合保证了第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2在受到纵向外力时不会发生脱离。因此加固条3与第一加固槽1-2和第二加固槽2-2的配合、与榫头1-1和榫槽2-1的配合相结合，可对抗各个方向的外力，提高了第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的连接可靠性。
本实施例中，所述第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2均由泡桐木芯和包裹在泡桐木芯外侧的玻璃纤维增强树脂面板组成，所述泡桐木芯和玻璃纤维增强树脂面板通过丙烯酸酯类胶粘剂粘结而成。
如图1至图4所示，本实施例中，所述第一加固槽1-2和第二加固槽2-2均为十字型加固槽，所述加固条3为十字型加固条。实际使用时，十字型加固槽的槽形强度高，十字型加固条不会滑出十字型加固槽，提高了装配效率。
如图2所示，本实施例中，所述榫头1-1的前端面与榫头1-1所在第一复合材料夹层板1的侧面相平行，所述榫头1-1的前端面的宽度d1与榫头1-1所在第一复合材料夹层板1的侧面的宽度d2满足：
实际使用时，榫槽2-1为燕尾槽，榫头1-1为与榫槽2-1相配合的梯形体榫头。榫头1-1的前端面为抗剪切截面，为保证足够的抗剪切截面，防止榫卯结构的连接力不满足第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2之间的连接强度，因此设置榫头1-1前端面的宽度d1和第一复合材料夹层板1的侧面的宽度d2满足：
如图2所示，本实施例中，所述榫头1-1的厚度d3与榫头1-1所在第一复合材料夹层板1的侧面的宽度d2满足：
实际使用时，为防止榫卯结构由于接头长度不够，在偏向力矩作用下发生剥离破坏，因此设置榫头1-1的厚度d3和第一复合材料夹层板1的侧面的宽度d2满足：
以保证榫卯结构的连接长度，避免在偏向力矩作用下榫头1-1从榫槽2-1中脱离，从而保证第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的连接强度。
具体实施时，将第一复合材料夹层板1上的榫头1-1插入第二复合材料夹层板2上的榫槽2-1，即可将第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2连接起来，为了防止第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2沿着榫槽2-1的长度方向上脱离，将十字型加固条插入第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2上的十字型加固槽，提高了第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2的连接强度。
且十字型加固条和十字型加固槽均与榫槽2-1垂直，十字型加固条和十字型加固槽配合，起到了防止第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2沿着榫槽2-1的长度方向上脱离的作用；榫头1-1和榫槽2-1配合，起到了防止第一复合材料夹层板1和第二复合材料夹层板2沿着十字型加固槽的长度方向上脱离的作用。
当要进行拆卸时，先沿着十字型加固槽的方向推十字型加固条，直到十字型加固条均脱离第一复合材料夹层板1上的十字型加固槽和第二复合材料夹层板2上的十字型加固槽，然后沿着榫槽2-1的方向推第二复合材料夹层板2，直到第一复合材料夹层板1上的榫头1-1完全脱离第二复合材料夹层板2上的榫槽2-1。
以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种复合材料夹层结构，其特征在于：包括第一复合材料夹层板(1)、第二复合材料夹层板(2)，以及用于连接所述第一复合材料夹层板(1)和第二复合材料夹层板(2)的加固条(3)，所述第一复合材料夹层板(1)的侧面设置有与所述加固条(3)配合的第一加固槽(1-2)，所述第二复合材料夹层板(2)的侧面设置有与所述加固条(3)配合的第二加固槽(2-2)，所述第一复合材料夹层板(1)具有榫头(1-1)，所述第二复合材料夹层板(2)具有与所述榫头(1-1)配合的榫槽(2-1)，
所述榫头(1-1)和第一加固槽(1-2)分别位于第一复合材料夹层板(1)的相邻两个面上，所述榫头(1-1)和第一加固槽(1-2)相垂直，
所述榫槽(2-1)和第二加固槽(2-2)分别位于第二复合材料夹层板(2)的相邻两个面上，所述榫槽(2-1)和第二加固槽(2-2)相垂直。
2.按照权利要求1所述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述第一复合材料夹层板(1)和第二复合材料夹层板(2)均由泡桐木芯和包裹在泡桐木芯外侧的玻璃纤维增强树脂面板组成，所述泡桐木芯和玻璃纤维增强树脂面板通过丙烯酸酯类胶粘剂粘结而成。
3.按照权利要求1所述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述第一加固槽(1-2)和第二加固槽(2-2)均为十字型加固槽，所述加固条(3)为十字型加固条。
4.按照权利要求1所述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述榫头(1-1)的前端面与榫头(1-1)所在第一复合材料夹层板(1)的侧面相平行，所述榫头(1-1)的前端面的宽度d1与榫头(1-1)所在第一复合材料夹层板(1)的侧面的宽度d2满足：
5.按照权利要求1所述的一种复合材料夹层结构，其特征在于：所述榫头(1-1)的厚度d3与榫头(1-1)所在第一复合材料夹层板(1)的侧面的宽度d2满足：
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