CN209309650U - 一种纤维增强塑料的复合柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纤维增强塑料的复合柱，包括芯材，硬质发泡塑料体，树脂，增强纤维件和结构层，多块硬质发泡塑料体环绕芯材且间隔设置，相邻硬质发泡塑料体之间具有间隙部，所述增强纤维件设置在间隙部中，增强纤维件沿硬质发泡塑料体表面分开延伸并与结构层结合一体，增强纤维件与芯材连接，所述结构层环绕设置在硬质发泡塑料体外侧，所述树脂填充在间隙部中。本实用新型能够减小结构层和增强纤维件的厚度，节省材料；抗弯能力强，抗腐蚀能力强；能够扩大应用范围，能够应用在深海网箱等海洋工程设备上；制造成本较低；可提供额外的浮力，比重较小，达到同样的抗弯强度，传统金属柱厚度更大；整体重量轻，比重小，可作为浮体使用。

Description

一种纤维增强塑料的复合柱

技术领域

本实用新型涉及复合柱技术领域，特别涉及一种纤维增强塑料的复合柱。

背景技术

复合柱是采用复合材料制成的柱形件，可用于结构支撑，例如海上平台、深海网箱。目前常规的型材柱通常为实心或空心，实心柱结构强度好，抗弯能力强，但是其耗材多，重量大，成本高；空心柱成本低，重量小，但是结构强度较差，通常需要在内部增加加强肋以提升抗弯能力，若要增强抗弯曲能力，需要增厚加强肋，而且其抗弯曲能力提升有限。此外，现有的玻璃钢管或玻璃钢柱径向抗弯能力差，限制了其使用范围。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种能够减小结构层和增强纤维件的厚度，节省材料，抗弯能力强，比重小，重量轻的纤维增强塑料的复合柱及其加工方法。

具体技术方案如下：一种纤维增强塑料的复合柱，包括芯材，硬质发泡塑料体，树脂，增强纤维件和结构层，多块硬质发泡塑料体环绕芯材且间隔设置，相邻硬质发泡塑料体之间具有间隙部，所述增强纤维件设置在间隙部中，增强纤维件沿硬质发泡塑料体表面分开延伸并与结构层结合一体，增强纤维件与芯材连接，所述结构层环绕设置在硬质发泡塑料体外侧，所述树脂填充在间隙部中。

以下为本实用新型的附属技术方案。

作为优选方案，相邻两块硬质发泡塑料体上设有一块增强纤维件，硬质发泡塑料体包括第一侧面和第二侧面，增强纤维件与第一侧面或第二侧面贴合，增强纤维件在外侧面与结构层结合。

作为优选方案，所述硬质发泡塑料体包括弧面，增强纤维件的两端设有延长段，延伸段与弧面贴合。

作为优选方案，相邻增强纤维件缝合形成套接孔，芯材穿设在套接孔中。

作为优选方案，所述结构层外表面设有表面层。

作为优选方案，所述芯材采用可挠材料制成。

作为优选方案，所述增强纤维件为纤维布或纤维毡，所述结构层为玻璃钢材料制成。

一种纤维增强塑料的复合柱的加工方法，包括以下步骤：

a)将增强纤维件裁切；

b)将相邻增强纤维件的连接段缝纫，形成套接孔；

c)将芯材穿入套接孔；

d)将芯材两端固定在机架上并拉紧形成直线；

e)采用手糊工艺或缠绕工艺加工硬质发泡塑料和结构层；

f)将复合柱固化；

g)将复合柱两端切头。

作为优选方案，所述手糊工艺包括以下步骤：

S1)切割硬质发泡塑料体，调配树脂；

S2)将树脂涂抹在硬质发泡塑料体上并将增强纤维件贴在硬质发泡塑料体上；

S3)将结构层通过树脂贴在硬质发泡塑料体表面。

作为优选方案，所述缠绕工艺包括以下步骤：

S100)切割硬质发泡塑料体，调配树脂；

S101)将树脂涂抹在硬质发泡塑料体上并将增强纤维件贴在硬质发泡塑料体上；

S102)结构层在树脂中浸泡后缠绕在硬质发泡塑料体上。

本实用新型的技术效果：本实用新型的一种纤维增强塑料的复合柱具有以下优势：1、能够减小结构层和增强纤维件的厚度，节省材料；2、抗弯能力强，抗腐蚀能力强；3、能够扩大应用范围，能够应用在深海网箱等海洋工程设备上；4、制造成本较低；5、可提供额外的浮力，比重较小，达到同样的抗弯强度，传统金属柱厚度更大；6、整体重量轻，比重小，可作为浮体使用；7、耐腐蚀性腔，由硬质泡沫产生的推挤力和贴合对纤维增强件在侧压应力影响下的抗弯能力有效提升，以及减少纤维增强件的厚度，对整体刚性得到提升；8、缝纫所形成的材料连接强度的提升，由此形成整体的结构强度及刚度的提升。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种纤维增强塑料的复合柱的截面图。

图2是本实用新型实施例的硬质发泡塑料体的示意图。

图3是本实用新型实施例的一种纤维增强塑料的复合柱的另一截面图。

图4是本实用新型实施例的一种纤维增强塑料的复合柱的加工示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本实用新型的实质性特点和优势作进一步的说明，但本实用新型并不局限于所列的实施例。

如图1至图4所示，本实施例的一种纤维增强塑料的复合柱包括芯材1，硬质发泡塑料体2，树脂3，增强纤维件4和结构层5，多块硬质发泡塑料体2环绕芯材1且间隔设置。相邻硬质发泡塑料体2之间具有间隙部6，所述增强纤维件4设置在间隙部6中，增强纤维件4与芯材1连接。所述结构层5环绕设置在硬质发泡塑料体2外侧，所述树脂3填充在间隙部6中。上述技术方案中，当复合柱收到径向力时，硬质发泡塑料体能够抵抗增强纤维件的侧向弯曲；通过设置增强纤维件，其抗拉性能好。通过设置芯材，能够使复合柱侧向受力连续，增大与增强纤维件的粘接面积，受力面积大；此外，其可作为加工基准，方便复合柱加工。通过设置树脂，能够增强结构层与硬质发泡塑料体的连接牢固性，增强硬质发泡塑料体与增强纤维件之间的连接牢固性。通过上述技术方案，通过增强纤维件作为“肋”，能够减小复合柱的拉张变形和挤压变形。

本实施例中，每块硬质发泡塑料体2上设有一块增强纤维件4，硬质发泡塑料体2包括第一侧面21和第二侧面22，增强纤维件与第一侧面和第二侧面贴合，从而使增强纤维件能够与硬质发泡塑料体贴合。

本实施例中，所述硬质发泡塑料体2包括弧面23，增强纤维件4的两端设有延长段41，延伸段41与弧面23贴合，从而使增强纤维件与硬质发泡塑料体之间提升粘结的结合力，能够稳固贴合。所述延伸段41可以重叠，延伸段可环绕硬质发泡塑料体，通过多段延伸段的缠绕重合，可直接形成结构层。

本实施例中，相邻增强纤维件缝合形成套接孔42，芯材1穿设在套接孔42中，相邻增强纤维件通过缝合部7缝合，从而增加结构连接，同时，便于芯材的安装。

本实施例中，所述结构层5外表面设有表面层7，表面层7可以是防护层或装饰层，例如由防腐材料形成的防护层，具有不同颜色的装饰层。

本实施例中，所述芯材采用可挠材料制成，芯体可以是实心的或空心的，具体的，可采用钢丝或玻璃纤维，本实施例中采用玻璃纤维；所述增强纤维件为纤维布或纤维毡，所述结构层为玻璃钢材料制成，玻璃钢具有拉力强，比重轻，耐腐蚀的优点。玻璃纤维和玻璃钢与树脂的粘结性较好，从而增强粘结力，所述纤维布可以是玻璃纤维布、碳纤维布、芳纶等，所述纤维毡可以是玻璃纤维毡；本实施例的硬质发泡塑料体由闭孔型硬质发泡塑料材料制成，孔封闭吸水率低，孔中有空气，压应力大。本实施例的复合柱可以是圆形，也可以是多面体、椭圆、锥形(长度方向)、多级台柱形(长度方向)。

一种纤维增强塑料的复合柱的加工方法，包括以下步骤：a)将增强纤维件裁切；b)将相邻增强纤维件的连接段缝纫，形成套接孔；c)将芯材穿入套接孔；d)将芯材两端固定在机架8上并拉紧形成直线；

e)采用手糊工艺或缠绕工艺加工硬质发泡塑料和结构层，形成复合柱100；f)将复合柱固化；g)将复合柱两端切头。本实施例中，所述机架8包括转盘81，转盘将芯材夹紧，并能够转动。

本实施例中，所述手糊工艺包括以下步骤：S1)切割硬质发泡塑料体，调配树脂；S2)将树脂涂抹在硬质发泡塑料体上并将增强纤维件贴在硬质发泡塑料体上；S3)将结构层通过树脂贴在硬质发泡塑料体表面。

本实施例中，所述缠绕工艺包括以下步骤：S100)切割硬质发泡塑料体，调配树脂；S101)将树脂涂抹在硬质发泡塑料体上并将增强纤维件贴在硬质发泡塑料体上；S102)结构层在树脂中浸泡后缠绕在硬质发泡塑料体上。

本实施例的一种纤维增强塑料的复合柱具有以下优势：1、能够减小结构层和增强纤维件的厚度，节省材料；2、抗弯能力强，抗腐蚀能力强；3、能够扩大应用范围，能够应用在深海网箱等海洋工程设备上；4、制造成本较低；5、可提供额外的浮力，比重较小，达到同样的抗弯强度，传统金属柱厚度更大；6、整体重量轻，比重小，可作为浮体使用。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，包括芯材，硬质发泡塑料体，树脂，增强纤维件和结构层，多块硬质发泡塑料体环绕芯材且间隔设置，相邻硬质发泡塑料体之间具有间隙部，所述增强纤维件设置在间隙部中，增强纤维件沿硬质发泡塑料体表面分开延伸并与结构层结合一体，增强纤维件与芯材连接，所述结构层环绕设置在硬质发泡塑料体外侧，所述树脂填充在间隙部中。

2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，相邻两块硬质发泡塑料体上设有一块增强纤维件，硬质发泡塑料体包括第一侧面和第二侧面，增强纤维件与第一侧面或第二侧面贴合，增强纤维件在外侧面与结构层结合。

3.根据权利要求2所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，所述硬质发泡塑料体包括弧面，增强纤维件的两端设有延长段，延伸段分别与相邻硬质发泡塑料体弧面贴合并与结构层一体。

4.根据权利要求1所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，相邻增强纤维件缝合形成套接孔，芯材穿设在套接孔中。

5.根据权利要求1所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，所述结构层外表面设有表面层。

6.根据权利要求1所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，所述芯材采用可挠材料制成。

7.根据权利要求1所述的纤维增强塑料的复合柱，其特征在于，所述增强纤维件为纤维布或纤维毡，所述结构层为玻璃钢材料制成。