[发明专利]一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构

说明书

一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构，包括左右对称设置的两个加筋复合材料组件、配合设置在两个加筋复合材料组件之间的金属材料组件和多个外设的连接螺栓。本发明提供的一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构，可有效解决复合材料与金属框架之间的连接可靠性问题，提高不同材质结构间载荷的传递效率，保证变形的协调，从而提高配合连接结构整体的安全性。

技术领域

本发明涉及异种材料的连接装配技术领域，具体的说是一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构。

背景技术

复合材料作为新型功能、结构材料，具有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能高、耐化学腐蚀、抗疲劳等一系列优势，在航空、航天、汽车、船舶、建筑以及桥梁等众多领域得到了广泛应用。随着复合材料的大量应用，不可避免的出现复合材料模块与其他材料模块之间的连接。连接是复合材料结构设计制造的重要环节，也是决定整体结构性能安全的重要因素。因此，选择或设计合理的连接方式直接关系整体结构的安全性。

对于大型复合材料结构，为保证整体刚度和强度，一般采用“金属框架+加筋复合材料”的结构形式，其中金属框架为主承力结构，承受主要载荷，加筋复合材料作为次承力结构，主要提供功能作用，同时进一步为主承力结构提供强度及刚度。目前的加筋复合材料仅通过面板与金属框架相连接，加强筋与金属框架之间无任何连接，从而使得金属框架与复合材料之间的载荷传递效率低，两种结构间变形不协调，存在连接处易发生破坏等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构。该配合连接结构可有效解决复合材料与金属框架之间的连接可靠性问题，提高不同材质结构间载荷的传递效率，保证变形的协调，从而提高配合连接结构整体的安全性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种加筋复合材料与金属材料的配合连接结构，包括左右对称设置的两个加筋复合材料组件、配合设置在两个加筋复合材料组件之间的金属材料组件和多个外设的连接螺栓，所述的加筋复合材料组件包括水平设置的面板，垂直于面板下表面设置的加强筋，以及延伸设置在面板沿其长度方向一端的连接接头，其中，加强筋沿面板的长度方向设置，在加强筋靠近连接接头的一端竖直设置有一块耳板，该耳板与连接接头一起组构成了一个开口向下的L形结构；

所述的金属材料组件包括水平板和竖直板，水平板设置在竖直板的顶端，使金属材料组件的纵切面呈T字形结构，在加筋复合材料组件中的连接接头和耳板，以及金属材料组件中的水平板和竖直板上，配合开设有多个螺纹孔，所述的多个连接螺栓通过该螺纹孔4将连接接头和水平板，以及耳板和竖直板连接在一起，实现两个加筋复合材料组件与金属材料组件之间的配合连接。

进一步的，所述的水平板设置在连接接头的下方，连接接头和水平板上的螺纹孔垂直于连接接头以及水平板的上表面设置，耳板和竖直板上的螺纹孔水平设置。

进一步的，所述的连接接头在面板的一端向下倾斜设置，且连接接头向下倾斜的角度为0-60°，所述的水平板与连接接头上下平行设置。

进一步的，所述加筋复合材料组件中的面板、连接接头、加强筋和耳板为一体成型结构。

进一步的，所述的连接接头和水平板上下贴合设置，耳板和竖直板左右贴合设置。

进一步的，在金属材料组件中竖直板的下方还设置有一块底板。

进一步的，所述用于连接耳板与竖直板的连接螺栓的两端均采用垫圈保护。

进一步的，所述用于连接水平板和连接接头的连接螺栓为沉头螺栓。

进一步的，所述耳板的高度与加强筋高度一致，且耳板的宽度不小于连接螺栓直径的四倍。

进一步的，所述的面板和加强筋为复合材料层合板或复合材料夹芯板，连接接头和耳板为复合材料层合板。

有益效果：