一种复合材料杆件及其制造方法与流程

本申请涉及机械结构，尤其涉及一种复合材料杆件及其制造方法。

背景技术：

1、复合材料因其重量轻、强度高的特点主要应用于航空航天、汽车工业、纺织和机械制造行业，近年来在风电装备的应用也发展迅速，受力特点以板单元为主，连接方式通常为铆接和胶粘，连接性能要求不高。在应急桥梁领域，结构连接是装备的关键技术，传统连接方式存在胶接变形与机械连接变形不协调的问题，复合材料管材和铆钉连接处易发生剪切破坏，直接影响装备的承载力和使用安全，不能满足应急桥梁杆件连接性能的需求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种复合材料杆件及其制造方法。

2、第一方面，本申请实施例提供一种复合材料杆件，包括：金属接头，嵌套管，复合材料层；其中：

3、所述嵌套管的端部设置有嵌套连接部，所述嵌套连接部内壁设置有内螺纹、外壁设置有沟槽结构；

4、所述金属接头的端部设置有旋合部，所述旋合部外壁至少部分设置有外螺纹，所述旋合部通过外螺纹与所述嵌套连接部的内螺纹紧固连接，所述旋合部外壁至少部分在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出；

5、所述复合材料层包覆所述嵌套管和所述嵌套连接部，并包覆所述旋合部在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出的外壁。

6、在一些可选的实施例中，所述嵌套连接部和所述嵌套管为一体结构。

7、在一些可选的实施例中，所述复合材料层与所述旋合部在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出的外壁通过粘合剂连接。

8、在一些可选的实施例中，所述沟槽结构包括至少两个轴向分布的环形沟槽，环形沟槽两侧具有凸起，所述凸起相对所述嵌套管外壁凸出。

9、在一些可选的实施例中，所述复合材料层包括第一层复合材料管和第二层复合材料管；

10、所述第一层复合材料管包覆所述嵌套管的外壁并抵接所述沟槽结构一端的所述凸起，所述凸起的端部与所述第一层复合材料管表面共面；

11、所述第二层复合材料管包覆所述第一复合材料管，并包覆所述嵌套连接部和所述旋合部在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出的外壁。

12、在一些可选的实施例中，所述第二复合材料管对应所述环形沟槽处的的厚度与所述环形沟槽相匹配。

13、在一些可选的实施例中，所述第二复合材料管包括至少一层轴向复合材料和对应所述环形沟槽处设置的至少一层周向复合材料，所述轴向复合材料和所述周向复合材料交替设置。

14、在一些可选的实施例中，所述复合材料层的外径比所述嵌套管的外径大6毫米以上，所述第一复合材料管的外径比所述嵌套管的外径大2毫米以上。

15、在一些可选的实施例中，所述复合材料层的材料包括碳纤维复合材料。

16、第二方面，本申请实施例提供一种复合材料杆件的制造方法，包括：

17、提供嵌套管，所述嵌套管的端部设置有嵌套连接部，所述嵌套连接部内壁设置有内螺纹、外壁设置有沟槽结构；

18、在嵌套管表面设置复合材料层，所述复合材料层包覆所述嵌套管和所述嵌套连接部，并至少部分位于所述嵌套连接部端部一侧；

19、提供金属接头，所述金属接头的端部设置有旋合部，所述旋合部外壁至少部分设置有外螺纹；

20、将所述旋合部的外螺纹对应所述嵌套连接部的内螺纹紧固连接，所述旋合部外壁至少部分在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出并被所述复合材料层包覆。

21、在本申请实施例提供的复合材料杆件及其制造方法中，通过设计复合材料杆件，包括：金属接头，嵌套管，复合材料层；其中：嵌套管的端部设置有嵌套连接部，嵌套连接部内壁设置有内螺纹、外壁设置有沟槽结构；金属接头的端部设置有旋合部，旋合部外壁至少部分设置有外螺纹，旋合部通过外螺纹与嵌套连接部的内螺纹紧固连接，旋合部外壁至少部分在嵌套连接部近金属接头侧露出；复合材料层包覆嵌套管和嵌套连接部，并包覆旋合部在嵌套连接部近金属接头侧露出的外壁；相对现有技术可增大复合材料和金属接头间的承载力。

技术特征：

1.一种复合材料杆件，其特征在于，包括：金属接头，嵌套管，复合材料层；其中：

2.根据权利要求1所述的复合材料杆件，其特征在于，所述嵌套连接部和所述嵌套管为一体结构。

3.根据权利要求1所述的复合材料杆件，其特征在于，所述复合材料层与所述旋合部在所述嵌套连接部近所述金属接头侧露出的外壁通过粘合剂连接。

4.根据权利要求1所述的复合材料杆件，其特征在于，所述沟槽结构包括至少两个轴向分布的环形沟槽，环形沟槽两侧具有凸起，所述凸起相对所述嵌套管外壁凸出。

5.根据权利要求4所述的复合材料杆件，其特征在于，所述复合材料层包括第一层复合材料管和第二层复合材料管；

6.根据权利要求5所述的复合材料杆件，其特征在于，所述第二复合材料管对应所述环形沟槽处的的厚度与所述环形沟槽相匹配。

7.根据权利要求6所述的复合材料杆件，其特征在于，所述第二复合材料管包括至少一层轴向复合材料和对应所述环形沟槽处设置的至少一层周向复合材料，所述轴向复合材料和所述周向复合材料交替设置。

8.根据权利要求7所述的复合材料杆件，其特征在于，所述复合材料层的外径比所述嵌套管的外径大6毫米以上，所述第一复合材料管的外径比所述嵌套管的外径大2毫米以上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的复合材料杆件，其特征在于，所述复合材料层的材料包括碳纤维复合材料。

10.一种复合材料杆件的制造方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请实施例提供了一种复合材料杆件及其制造方法中，通过设计复合材料杆件，包括：金属接头，嵌套管，复合材料层；其中：嵌套管的端部设置有嵌套连接部，嵌套连接部内壁设置有内螺纹、外壁设置有沟槽结构；金属接头的端部设置有旋合部，旋合部外壁至少部分设置有外螺纹，旋合部通过外螺纹与嵌套连接部的内螺纹紧固连接，旋合部外壁至少部分在嵌套连接部近金属接头侧露出；复合材料层包覆嵌套管和嵌套连接部，并包覆旋合部在嵌套连接部近金属接头侧露出的外壁；相对现有技术可增大复合材料和金属接头间的承载力。

技术研发人员：胡大虎,王瑞军,尚文龙,熊志,陆恒,宋智敏,汪田,杨志平,汤云溪,郑耀文,王镇
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团应急预警与救援装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12