[发明专利]一种几何锁定复合材料细拉杆连接

说明书

本发明公开了一种几何锁定复合材料细拉杆连接，涉及复合材料应用领域，包括复合材料细拉杆、轻合金套件、轻合金接头；复合材料细拉杆端头为倒锥体；轻合金套件呈圆柱形，内腔为倒锥体，外表面包括外一段和外二段，外一段为外自锁螺纹，外二段为六角螺帽；轻合金套件内腔与复合材料细拉杆端头几何匹配连接；轻合金接头的一端内腔为圆柱形有内自锁螺纹与轻合金套件外自锁螺纹相匹配。本发明可充分发挥细拉杆材料强度，由几何自锁限位传力，使连接强度不低于细拉杆，连接刚度高、变形极小，长期载荷无蠕变滑移，耐振动疲劳，安装简便，质量易控制，安全可靠，可应用于航空航天、先进工业装备结构工程。

技术领域

本发明涉及复合材料应用领域，尤其涉及一种几何锁定复合材料细拉杆连接。

背景技术

复合材料结构具有轻质、高强、高刚性特征，是航空航天飞行器和先进工业装备的理想结构体系，其设计、制备、应用水平是反应飞行器工业能力的重要标志。

复合材料高性能纤维具有优异的拉伸力学性能，如碳纤维抗拉强度大于3GPa、模量大于200MPa，而充分发挥材料力学性能的构件是受拉细杆。复合材料结构连接常采用胶合连接，通过胶界面抗剪传递，但胶抗剪强度仅约20MPa、模量约3GPa，且胶接工艺不稳定，质量可靠性差。对较大尺寸复合材料结构连接，常采用栓、锚、胶接或混合方式，以及新型分布式Z-pin连接，通过构件材料局部承压和抗剪传力，存在对主构件损伤削弱问题，特别不适宜细拉杆连接。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种几何锁定复合材料细拉杆连接，抗拉强度大，胶接工艺稳定，对主构件不损伤，适宜细拉杆连接。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在连接结构中充分发挥复合材料高性能纤维制作的细拉杆力学性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种几何锁定复合材料细拉杆连接，包括复合材料细拉杆、轻合金套件、轻合金接头；所述复合材料细拉杆端头为倒锥体；所述轻合金套件呈圆柱形，所述轻合金套件内腔为倒锥体，所述轻合金套件外表面包括外一段和外二段，所述外一段为外自锁螺纹，所述外二段为六角螺帽；所述轻合金套件内腔与所述复合材料细拉杆端头几何匹配连接；所述轻合金接头的一端内腔为圆柱形有内自锁螺纹，所述内自锁螺纹与所述轻合金套件外自锁螺纹相匹配。

进一步地，所述轻合金接头另一端为单耳或双耳。

进一步地，所述轻合金套件，为中轴对称的两瓣。

进一步地，所述复合材料细拉杆采用高强或高模型碳纤维。

进一步地，所述复合材料细拉杆的两端端头呈倒锥体。

进一步地，所述复合材料细拉杆端头的倒锥体锥度为2～3°。

进一步地，所述复合材料细拉杆端头还包括纱线，所述纱线预浸在胶合剂中并捻制在所述复合材料细拉杆端头表面进行二次固化。

进一步地，所述纱线无断损。

进一步地，所述纱线捻角小于2～3°/m。

进一步地，所述胶合剂是结构用环氧树脂。

本发明可充分发挥细拉杆材料强度，由几何自锁限位传力，使连接强度不低于细拉杆，连接刚度高、变形极小，长期载荷无蠕变滑移，耐振动疲劳，安装简便，质量易控制，安全可靠，可应用于航空航天、先进工业装备结构工程。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的侧视图；

图2是本发明的另一个较佳实施例的侧视图；