[发明专利]复合材料管与法兰的连接结构

说明书

本发明公开一种复合材料管与法兰的连接结构，涉及复合材料连接技术领域。所述复合材料管与法兰的连接结构包括法兰、复合材料管、第一粘接层、固定件和第二粘接层以及连接件，其中，复合材料管具有连接端，连接端套设于法兰的外侧；第一粘接层粘接连接复合材料管与法兰；固定件设于复合材料管的外侧，第二粘接层粘接连接固定件与复合材料管；连接件用于连接固定件与法兰。该双搭接结构能够有效提高复合材料管的连接强度，降低胶接两侧的弯曲效应及胶层剥离力，进而提高复合材料管与法兰的连接结构的可靠性。此外，该结构不破坏复合材料管的纤维连续性，不影响复合材料管的强度。

技术领域

本发明涉及复合材料连接技术领域，特别涉及一种复合材料管与法兰的连接结构。

背景技术

随着复合材料整体成型工艺的发展，复合材料结构的工艺分离面已大幅减少，其连接部位也随之减少。然而由于设计、工艺、成本和使用维护等方面的需求和限制，复合材料结构中还需要保留一定的连接结构。这些连接部位存在结构形状、材料等各种不连续，导致局部的高应力集中，使得连接区域成为复合材料结构中最薄弱的部位之一。目前复合材料结构的主要连接方法有：胶接、机械连接和混合连接。由于复合材料管与金属法兰的连接部位曲率较大，难以采用机械连接和混合连接，并且这两种连接会破坏纤维的连续性而降低结构强度。胶接连接具有：对被粘接件形状要求小、无钻孔引起的应力集中、抗疲劳性好、不同材质之间无电化学腐蚀等优势，在复合材料管与法兰的连接中广泛应用。

但是目前复合材料管与法兰的连接结构多采用单搭接结构，其存在着以下明显缺陷：连接强度分散性大，难以传递大载荷；在受到扭转和拉压载荷时，胶接两端会产生弯曲效应，容易造成胶层产生剥离失效。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种复合材料管与法兰的连接结构，旨在提供一种连接稳定、不易剥落的复合材料管与法兰的连接结构。

为实现上述目的，本发明提出一种复合材料管与法兰的连接结构，包括：

法兰；

复合材料管，具有连接端，所述连接端套设于所述法兰的外侧；

第一粘接层，粘接连接所述复合材料管与所述法兰；

固定件和第二粘接层，所述固定件设于所述复合材料管的外侧，所述第二粘接层粘接连接所述固定件与所述复合材料管；以及，

连接件，用于连接所述固定件与所述法兰。

可选地，所述法兰包括法兰盘、设在所述法兰盘上的空心圆柱连接管以及设置在所述空心圆柱连接管外侧壁上的凸起，所述凸起与所述法兰盘间隔设置，所述复合材料管的连接端套设于所述空心圆柱连接管的外侧。

可选地，所述固定件包括粘接部和固定部，所述粘接部设于所述复合材料管的外侧且与所述复合材料管通过所述第二粘接层连接，所述固定部设于所述粘接部靠近所述凸起的一端，且与所述凸起通过所述连接件连接。

可选地，所述粘接部的内侧设有支撑台阶，所述支撑台阶朝向所述复合材料管设置，用于与所述复合材料管的外侧壁抵接，以使所述粘接部的内侧与所述复合材料管的外侧壁间隔形成灌胶间隙，所述第二粘接层填充于所述灌胶间隙。

可选地，所述凸起上贯设有连接孔，所述连接孔沿所述法兰盘的中心线方向贯穿所述凸起设置，所述固定件通过穿过所述连接孔的所述连接件与所述凸起连接。

可选地，所述凸起靠近所述固定部的一侧形成有定位轴肩，所述定位轴肩与所述固定部间隙配合。

可选地，所述第二粘接层的厚度为0.1mm～0.2mm。

可选地，在所述复合材料管的周向上，所述固定件呈与所述复合材料管相适配的弯曲状设置；和/或，

所述固定件设有多个，多个所述固定件沿所述复合材料管的周向设置。