一种圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构的制作方法

本发明涉及到一种不同构件的连接方式，特别是涉及到复合材料板与金属的连接结构。

背景技术：

1）纤维增强复合材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀、性能可设计性优等特点，越来越广泛应用于航空、航天、船舶、汽车等高端行业领域。

2）其应用过程中，不可避免需与金属复合和连接，但其热膨胀系数、模量等诸多性能与金属相差较大，其粘接复合应用时，在长期高低温、震动等条件作用下，其界面容易剥离，成为限制其与金属材料复合应用最大难题之一。

3）本方案中设计了一种典型纤维增强复合材料与金属复合连接结构形式，能有效解决纤维增强复合材料与金属粘接界面易剥离问题。

如图1所示，金属件与纤维增强复合材料直接相连，在高低温、长期振动等作用下，金属材料与复合材料界面容易剥离。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种结构简单、连接牢固的复合材料板与金属板的连接结构。

本发明的技术方案是：

一种圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构，包括圆形金属件和复合材料板，圆形金属件和金属板之间设有连接装置，金属板的连接面设有多个凹槽，凹槽内纤维铺敷时，纤维束置于所述凹槽内，而连接纤维束的纤维丝呈发散成伞状置于纤维布内，连接装置使用真空辅助成型工艺即负压吸附树脂灌注固化成型。

进一步地，上述圆形金属件-金属板之间由光滑面改为毛糙面。

进一步地，上述圆形金属件和复合材料板的连接介面圆形金属件-复合材料板-圆形金属件。

本发明的有益效果是：

1）解决复合材料板无法与圆筒金属材质介面之间连接问题；

2）真空辅助成型将凹槽内的纤维束和呈发散成伞状置于纤维布内的纤维丝连接成一体。

3）毛糙面大幅度增粘接面积，提高粘接强度。

4）圆形金属件-复合材料板-圆形金属件复合粘接达到了复合应用目的。

附图说明

图1现有技术的圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构示意图；

图2本发明的圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构示意图；

图3本发明的圆形金属件与纤维增强复合材料的凹槽连接结构示意图；

图4本发明的圆形金属件与纤维增强复合材料的整件连接示意图；

其中图中：1-复合材料；2-金属；3-凹槽；31-纤维束；32-纤维丝；33-纤维布。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如上图2、图3，在圆形金属件与复合材料连接界面有如下增益设计：

1）在圆形金属件2与圆形复合材料1接触面增开一定数量凹槽3，一方面增加粘接面积，另一方面复合材料嵌入连接；

2）粘接界面由光滑面，改为毛糙面，大幅度增粘接面积，提高粘接强度；

3）槽内纤维铺敷时，在凹槽3内缠绕纤维丝并发散成伞状，示意图如下图3所示，发散的纤维丝32和纤维布33交错铺覆，再利用真空成型将纤维丝32与纤维布32连接成一个整体。通过该方法铺敷，槽内纤维与其它纤维增强复合材料有机连成一个整体；采用真空辅助成型工艺，负压吸附树脂灌注固化成型，能对纤维形成均匀负压，将纤维均匀压实，能有效将纤维压实，防止其与金属接触面腾空不实。

参见图4，两个圆形金属件与中间为纤维增强复合材料的整件连接；圆形金属件与中间为纤维增强复合材料经粘接界面、纤维丝32和纤维布33交错铺覆并成型后连接成一体。

其中本发明的真空成型可采用中国专利公开号cn107234839a，发明名称：船用声呐导流罩的复合料板及制备方法的技术方案或其它本公司公开相关的真空成型的技术方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构，包括圆形金属件和复合材料板，其特征在于，所述圆形金属件和金属板之间设有连接装置，所述金属板的连接面设有多个凹槽，所述凹槽内纤维铺敷时，纤维束置于所述凹槽内，而连接所述纤维束的纤维丝呈发散成伞状置于纤维布内，所述连接装置使用真空辅助成型工艺即负压吸附树脂灌注固化成型。

2.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述圆形金属件-金属板之间由光滑面改为毛糙面。

3.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述圆形金属件和复合材料板的连接介面圆形金属件-复合材料板-圆形金属件。

技术总结
本发明公开了一种圆形金属件与纤维增强复合材料的连接结构，包括圆形金属件和复合材料板，所述圆形金属件和金属板之间设有连接装置，所述金属板的连接面设有多个凹槽，所述凹槽内纤维铺敷时，纤维束置于所述凹槽内，而连接所述纤维束的纤维丝呈发散成伞状置于纤维布内，所述连接装置使用真空辅助成型工艺即负压吸附树脂灌注固化成型。本发明的有益效果是：1）解决复合材料板无法与圆筒金属材质介面之间连接问题；2）真空辅助成型将凹槽内的纤维束和呈发散成伞状置于纤维布内的纤维丝连接成一体。

技术研发人员：王大世;王智;黄大庆;李德华;王利;叶青;鲁程
受保护的技术使用者：咸宁海威复合材料制品有限公司
技术研发日：2020.07.20
技术公布日：2020.10.27