桁架的制作方法_3

文档序号:8541533阅读:来源:国知局
能和拉伸强度。在金属圆柱体11外表面设置绝缘涂层,可以防止金属柱体与第一纤维增强塑料层12之间的电偶腐蚀问题。第一纤维增强塑料层12为碳纤维增强塑料层时,其抗冲击性差,易受外界环境的影响,因此在碳纤维增强塑料层的外表面再设置玻璃纤维增强塑料层,可以增强主梁I的抗冲击性。
[0077]本实施例的侧梁2,通过第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带缠绕第一耳片22和支撑体21,将第一耳片22和支撑体21包裹在一起,提高了第一耳片22与支撑体21之间的结合力。更重要的是,第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体21的轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗拉伸性能大大提高。
[0078]与全金属桁架相比,在达到相同的各项力学指标的情况下,本实施例的桁架具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数,不论是主梁I还是侧梁2,都可较全金属杆件减轻30 %的重量。与全金属杆件相比,重量相等长度相同的情况下,本实施例的主梁的抗拉伸性能、抗压性能及抗冲击性能均提升20%?40%,本实施例的侧梁的抗拉伸性能提升20%?40%。使本实施例的桁架在海洋工程、桥梁工程等对结构重量有苛刻要求的领域有着光明的应用前景
[0079]第一耳片22可以不设置第一沟槽223,不影响复侧梁的安装及其力学性能。
[0080]实施例2
[0081]与实施例1不同,如图6和7所示,本实施例中的桁架包括一个主梁I和两个侧梁2。主梁I呈长方体。两个侧梁2分别通过一个第二耳片31与主梁I连接。每个第二耳片31设置在一个平板5上。两个平板5位于主梁I的两侧,并抵靠在主梁I的外表面上。采用螺栓从主梁I的一侧,依次贯穿其中一个平板5、主梁I和另一个平板5,将设有第二耳片31的平板5安装在主梁I上。
[0082]实施例3
[0083]在实施例1的基础上,如图8所示,本实施例的桁架所包括的主梁I和侧梁2的数量增加。每根主梁I包括两个第一复合材料杆件10。每个第一复合材料杆件10的两端分别设有一个法兰6。第一复合材料杆件10通过其端部的法兰6与另一个第一复合材料杆件10连接,组成主梁I。
[0084]如图9所示,法兰6的外表面61为波浪形。第一纤维增强塑料层12覆盖法兰6呈波浪形的外表面61,与法兰6呈波浪形的外表面61机械咬合,从而将法兰6与第一复合材料杆连接,并通过机械咬合来传递界面之间的载荷。
[0085]实施例4
[0086]与实施例3不同,如图10所示,本实施例中的法兰6的外表面61为光滑面,并设有多个沿圆周方向分布的第一凸块62。第一纤维增强塑料线01沿金属柱体11的轴向缠绕、并依次绕过金属柱体11两端法兰6上的第一凸块62,从而将法兰6与第一复合材料杆件连接,并形成第一纤维增强塑料层12。
[0087]实施例5
[0088]如实施例1不同,如图11所示,本实施例中的第一耳片22上无第一沟槽。且第三纤维增强材料层24由第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体12的圆周方向和轴向缠绕支撑体21和第一耳片22后加热固化形成。第三纤维增强材料层24覆盖第一耳片22和支撑体21的连接部位。
[0089]本实施例的侧梁2,通过第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带缠绕第一耳片22和支撑体21,将第一耳片22和支撑体21包裹在一起,提高了第一耳片22与支撑体21之间的结合力。更重要的是,第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体21的圆周方向和轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗压性能大大提高。且与全金属杆件相比,在达到相同的各项力学指标的情况下,本实施例的侧梁2具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数,可减轻30%的重量。与全金属杆件相比,重量相等长度相同的情况下,本实施例的主梁的抗拉伸性能、抗压性能及抗冲击性能均提升20%?40%,本实施例的侧梁的抗压性能提升20%?40%。使本实施例的桁架在海洋工程、桥梁工程等对结构重量有苛刻要求的领域有着光明的应用前景。
[0090]实施例6
[0091]在实施例1的基础上,如图12和13所示,第三纤维增强材料层24的外表面还包覆有第四纤维增强材料层25。第四纤维增强材料层25由第四纤维增强材料线或第四纤维增强材料带沿支撑体的圆周方向和轴向缠绕第三纤维增强材料层24后加热固化形成。第四纤维增强材料层25覆盖第一耳片22和支撑体21的连接部位。
[0092]第四纤维增强材料层25为第四纤维增强树脂层。第四纤维增强树脂层包括第四纤维和第四树脂。第四纤维和第三纤维相同或不相。第四纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种。第四树脂和第三树脂相同或不同。第四树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。
[0093]本实施例的侧梁2,通过第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带缠绕第一耳片22和支撑体21,将第一耳片22和支撑体21包裹在一起,提高了第一耳片22与支撑体21之间的结合力。更重要的是,第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体21的轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗拉伸性能大大提高。第四纤维增强材料线或第四纤维增强材料带沿支撑体21的圆周方向和轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗压性能大大提高。且与全金属杆件相比,在达到相同的各项力学指标的情况下,本实施例的侧梁2具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数,可减轻30%的重量。与全金属杆件相比,重量相等长度相同的情况下,本实施例的主梁的抗拉伸性能、抗压性能及抗冲击性能均提升20%?40%,本实施例的侧梁的抗拉伸性能和抗压性能均提升20%?40%。使本实施例的桁架在海洋工程、桥梁工程等对结构重量有苛刻要求的领域有着光明的应用前景。
[0094]实施例7
[0095]与实施例6不同,本实施例中的第三纤维增强材料层24由第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体21的圆周方向和轴向缠绕支撑体21和第一耳片22后加热固化形成。第三纤维增强材料层24覆盖第一耳片22和支撑体21的连接部位。包覆在第三纤维增强材料层24外的第四纤维增强材料层由第四纤维增强材料线或第四纤维增强材料带沿支撑体21的轴向缠绕后加热固化形成。第四纤维增强材料线或第四纤维增强材料带沿轴向缠绕第一耳片22时,容置于第一沟槽223内,通过第一沟槽223限制第四纤维增强材料或第四纤维增强带,确保第四纤维增强线或第四纤维增强带稳固地缠绕在第一耳片22和支撑体21上,避免第四纤维增强线或第四纤维增强带从第一耳片22或支撑体21上滑落。
[0096]本实施例的侧梁2,通过第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带缠绕第一耳片22和支撑体21,将第一耳片22和支撑体21包裹在一起,提高了第一耳片22与支撑体21之间的结合力。更重要的是,第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带沿支撑体21的圆周方向和轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗压性能大大提高。第四纤维增强材料线或第四纤维增强材料带沿支撑体21的轴向缠绕,使侧梁2较全金属杆件的抗拉伸性能大大提高。且与全金属杆件相比,在达到相同的各项力学指标的情况下,本实施例的侧梁2具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数,可减轻30%的重量。与全金属杆件相比,重量相等长度相同的情况下,本实施例的主梁的抗拉伸性能、抗压性能及抗冲击性能均提升20%?40%,本实施例的侧梁的抗拉伸性能和抗压性能均提升20%?40%。使本实施例的桁架在海洋工程、桥梁工程等对结构重量有苛刻要求的领域有着光明的应用前景。
[0097]实施例8
[0098]与实施例6不同,如图14和15所示,本实施例的支撑体21的两端分别设有两个第一耳片22。位于支撑体21同一端的两个第一耳片22间隔设置。通过支撑体21同一端的两个第一耳片22之间的间隙224与主梁I上的第二耳片31的单片30相适应。第二耳片31的一个单片30插入间隙224内,第一耳片22插入第二耳片31上的第二沟槽32内,并将螺栓依次贯穿第一耳片22和第二耳片31,从而将侧梁2安装在主梁I上。
[0099]实施例9
[0100]与实施例1不同,如图16-18所示,本实施例的侧梁2包括支撑体21。如图所示的优选示例中,支撑体21呈圆柱体,由泡沫材料制得。支撑体21的两端分别设有一个第一耳片22。第一耳片22既可以由金属材料制得,也可以由复合材料制得。复合材料可选用金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子基复合材料等。本实施例优选,第一耳片22为金属材料制成。第一耳片22呈片状,并设有第二通孔221。
[0101]第一耳片22还设有第一沟槽223,第一沟槽223将第一耳片22分割为两个单片220。每个单片220上均设有一个第二通孔221。主
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