桁架的制作方法_4

文档序号:8541533阅读:来源:国知局
梁I上的第二耳片31的一个单片30插入第一沟槽223内,并将螺栓依次贯穿第一耳片22和第二耳片31,从而实现侧梁2与主梁I的连接。
[0102]如图17所示,第一耳片22的一端设有与支撑体21相适应的柱体225。柱体225上设有多个第二凸块226。多个第二凸块226沿圆周方向分布。第一耳片22上的柱体225抵靠支撑体21,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、并依次绕过抵靠在支撑体21两端的第一耳片22的第二凸块226,将抵靠在支撑体21两端的第一耳片22与支撑体21连接,并在支撑体21的外表面形成第三纤维增强材料层24。
[0103]如图16和18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的接触部位。
[0104]第三纤维增强材料层24为第三纤维增强树脂层。第四纤维增强材料层25为第四纤维增强树脂层。第三纤维增强树脂层包括第三纤维和第三树脂。第四纤维增强树脂层包括第四纤维和第四树脂。第三纤维和第四纤维相同或不同。第三纤维和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。第三树脂和第四树脂相同或不同。第三树脂和第四树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树月旨、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。
[0105]本实施例的复合材料杆件,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。
[0106]实施例10
[0107]与实施例9不同,如图19所示,本实施例中的第一耳片22上的柱体225的外面上设有第一波段227,不设有第二凸块226。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耳片22上的柱体225和支撑体21后加热固化,形成第三纤维增强材料层24。第三纤维增强材料层24与柱体225外表面上的第一波段227机械咬合。从而将支撑体21两端的耳片22与支撑体21连接。第三纤维材料层24的外表面还包裹有第四纤维增强材料层25。第四纤维材料层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21的圆周方向和轴向缠绕第一纤维增强材料层25后加热固化形成。
[0108]第三纤维增强材料层24为第三纤维增强树脂层。第四纤维增强材料层25为第四纤维增强树脂层。第三纤维增强树脂层包括第三纤维和第三树脂。第四纤维增强树脂层包括第四纤维和第四树脂。第三纤维和第四纤维相同或不同。第三纤维和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。第三树脂和第四树脂相同或不同。第三树脂和第四树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树月旨、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。本实施例的优选方案,第三纤维为碳纤维,第四纤维为玻璃纤维。
[0109]本实施例的侧梁,通过第三纤维增强材料线或第三碳纤维增强材料带缠绕耳片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的圆周方向和轴向缠绕在第三纤维增强材料层外,进一步提高侧梁的抗压性能大大提高,同时第四纤维选用玻璃纤维,可增强侧梁的耐腐蚀性能,起到保护作用,延长侧梁的使用寿命,扩大桁架的应用范围。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%。这也意味着本实施例的侧梁将在航空航天、重型机械、汽车等领域有着光明的应用前景。
[0110]实施例11
[0111]与实施例1不同,如图20-22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呈长条状,由泡沫材料制得。侧梁2还包括两个连杆26。连杆26的两端分别设有一个第一耳片22。第一耳片22呈片状,设有第二通孔221。第二通孔221内设有第一衬套222。第一衬套222可以选用金属衬套,也可以选用非金属衬套。第一耳片22与连杆26 —体设置,第一耳片22和连杆26由金属材料制得,或由第五纤维增强材料线或第五纤维增强材料带缠绕后加热固化制得,或采用树脂传递模塑成型工艺形成。本实施例优选,第一耳片22和连杆26由第五纤维增强材料线或第五纤维增强材料带缠绕后加热固化形成。
[0112]支撑体21上设有两个沿轴向延伸的凹槽211。凹槽211与连杆26相适应。连杆26沿图21中箭头方向嵌入凹槽211内,使第一耳片22伸出凹槽211并设置于支撑体21的端部。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。第二通孔221内的第一衬套222可避免耳片磨损。第一衬套222磨损后,较第一耳片22更换方便。
[0113]如图20和22所示,支撑体21的外表面包覆有第三纤维增强材料层24。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、连杆26和第一耳片22后加热固化形成。用于形成连杆26和第一耳片22的第五纤维增强材料线或第五纤维增强材料带的缠绕方向沿支撑体21的轴向。
[0114]第三纤维增强材料层24的外表面还可包覆一层第四纤维增强材料层25(如图23所示)。第四纤维材料层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21的轴向缠绕第三纤维增强材料层24的外表面后加热固化形成。
[0115]第三纤维增强材料层24为第三纤维增强树脂层。第三纤维增强材料层包括第三纤维和第三纤维。第四纤维增强材料为第四纤维增强树脂。第四纤维增强树脂包括第四纤维和第四树脂。第五纤维增强材料为第五纤维增强树脂。第五纤维增强树脂包括第五纤维和第五树脂。第三纤维、第四纤维和第五纤维相同或不同。第三纤维、第四纤维和第五纤维选自玻璃纤维、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。第三树月旨、第四树脂和第五树脂相同或不同。第三树脂、第四树脂和第五树脂选自环氧树脂、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。本实施例的优选方案,第三纤维为碳纤维,第四纤维为玻璃纤维。
[0116]本实施例的侧梁,第一耳片22与连杆26 —体设置,由第五纤维增强材料线或第五纤维增强材料带缠绕后加热固化形成,且第五纤维增强材料线或第五纤维增强材料带的缠绕方向沿支撑体21的轴向,使侧梁2较全金属杆件的抗拉伸性能大大提高。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,将耳片、连杆和支撑体包裹在一起,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I的圆周方向和轴向缠绕在第一纤维增强材料层外,进一步提高侧梁的抗压性能大大提高,同时第四纤维选用玻璃纤维,可增强侧梁的耐腐蚀性能,起到保护作用,延长侧梁的使用寿命,扩大桁架的应用范围。且与全金
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