一种能提高抗扭能力的仿生复合管的制作方法
【专利摘要】一种能提高抗扭能力的仿生复合管属工程【技术领域】，本发明的刚性层结构为管壁最外层，疏松层结构和加强层结构的层数相同，并由刚性层结构向内顺序间隔排列，疏松层结构中第1层与刚性层结构厚度相等，疏松层结构中各层厚度为公比0.77的等比数列，加强层结构各层等厚，且层中加强纤维沿所在管的中心轴缠绕，刚性层结构、疏松层结构和加强层结构胶合而成，仿生复合管壁总厚度与仿生复合管壁所对应的外半径之比为0.382；本发明可提高管材的屈曲承载和抗扭能力，具有吸能、稳压减震、轻质高强特点，管材在作业中不易变形，且能降低管子转动中的拖拽阻力。
【专利说明】一种能提高抗扭能力的仿生复合管
【技术领域】
[0001] 本发明属工程【技术领域】，具体涉及一种能提高抗扭能力的仿生复合管。
【背景技术】
[0002] 随着复合管的应用越来越广泛，复合管的种类也越来越多。在工程领域，复合管以 其轻质、高强、耐腐、耐磨等优势在管类材料中占据重要地位。然而，复合管的使用情况还有 很大的改善和提高空间，也对复合管提出更高的设计要求。
[0003] 竹象虫是一种竹林主要有害生物，以钻食竹笋为生，严重时可造成竹林死亡率达 100%。竹象虫头管长而坚韧，可完全深入竹子内部而不造成头管断裂，其优良的抗扭能力 主要是源于其优良的头管结构，给仿生复合管的设计带来了很大的启发。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种能提高抗扭能力的仿生复合管。
[0005] 本发明由刚性层结构A、疏松层结构B和加强层结构C组成，其中刚性层结构A构 成管壁最外层，疏松层结构B和加强层结构C的层数相同，并由刚性层结构A向内顺序间隔 排列，疏松层结构B中第1层的厚度与刚性层结构A的厚度相等，疏松层结构B中各层厚度 为公比是0.77的等比数列，加强层结构C各层等厚，且层中加强纤维沿所在管的中心轴缠 绕，刚性层结构A、疏松层结构B和加强层结构C之间胶合而成；
[0006] 刚性层结构A、疏松层结构B和加强层结构C的几何关系的数学表达式为：
【权利要求】
1. 一种能提高抗扭能力的仿生复合管，由刚性层结构（A)、疏松层结构（B)和加强层结 构（C)组成，其中刚性层结构（A)构成管壁最外层，疏松层结构（B)和加强层结构（C)的层 数相同，并由刚性层结构（A)向内顺序间隔排列，疏松层结构（B)中第1层的厚度与刚性层 结构㈧的厚度相等，疏松层结构⑶中各层厚度为公比是0.77的等比数列，加强层结构 (C)各层等厚，且层中加强纤维沿所在管的中心轴缠绕，刚性层结构（A)、疏松层结构（B)和 加强层结构（C)之间胶合而成； 刚性层结构（A)、疏松层结构（B)和加强层结构（C)的几何关系的数学表达式为：
疏松层结构（B)由刚性层结构（A)向里的各层厚度关系的数学表达式为：
数学表达式（1)和（2)中：Wp为仿生复合管壁总厚度；R为仿生复合管壁所对应的外半 径；η为疏松层结构⑶或加强层结构（C)的层数，且0〈n彡10 ;wA为刚性层结构㈧的厚 度；wBi为疏松层结构⑶由外到里的第i层的厚度；w。为加强层结构（C)每层的厚度；q为 等比数列的公比。
2. 按权利要求1所述的能提高抗扭能力的仿生复合管，其特征在于所述刚性层结构 (A) 的材料为：Q235B钢和铝合金。
3. 按权利要求1所述的能提高抗扭能力的仿生复合管，其特征在于所述疏松层结构 (B) 的材料为：闭孔泡沫铝和闭孔泡沫陶瓷。
4. 按权利要求1所述的能提高抗扭能力的仿生复合管，其特征在于所述加强层结构 (C) 的材料为：纤维增强树脂基复合材料和纤维增强铝基复合材料。
【文档编号】B32B18/00GK104456052SQ201410708955
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】佟金, 许顺, 马云海, 张东光, 王洪昌 申请人:吉林大学