[发明专利]一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置及方法

权利要求书

1.一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，包括：

定厚器，其可轴向移动的设置在所述复合材料圆管中，且所述定厚器的一端设置有第一通孔，另一端设置有与第一通孔相连通的开口容纳腔，所述定厚器外壁和开口容纳腔的内壁均为喷砂处理；

其中，所述闭孔泡沫芯材设置在所述开口容纳腔中；

上压头，其一端可移动的设置在所述开口容纳腔中且抵靠在所述闭孔泡沫芯材的一端，另一端穿过所述第一通孔；

下压头，其卡合在所述复合材料圆管中且抵靠在所述定厚器的另一端；

单向阀，其设置在所述下压头的轴心，用于向所述定厚器中注胶。

2.如权利要求1所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，所述上压头包括：

压块，其为圆柱形结构且可移动的设置在所述开口容纳腔中，用于与所述下压头配合限制所述闭孔泡沫芯材的移动；

长轴，其与所述压块同轴垂直设置，且所述长轴可转动的穿过所述第一通孔。

3.如权利要求2所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，所述下压头还包括：

第二通孔，其设置在所述下压头的轴心；

多个导胶槽，其等间距径向设置在靠近所述定厚器的下压头表面上；

其中，所述单向阀与所述第二通孔过盈配合。

4.如权利要求3所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，还包括：

第一凹槽，其环形设置在所述压块的圆周上；

第一密封圈，其设置在所述第一凹槽中。

5.如权利要求4所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，还包括：

第二凹槽，其环形设置在所述下压头的圆周上；

第二密封圈，其设置在所述第二凹槽中。

6.如权利要求5所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，还包括：

多个压力传感器，其均匀设置在靠近所述下压头的压块表面上，用于检测胶层所受径向压力值变化；

控制器，其与所述多个压力传感器、上压头、定厚器及注胶设备相连接，用于数据的接收和命令的传输。

7.一种复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，使用如权利要求1-6任意一项所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将所述闭孔泡沫芯材低温处理后放置于容纳腔中并用上压头与下压头夹紧后，静置；

步骤二、当多个压力传感器检测到所述闭孔泡沫芯材对定厚器产生挤压后，将所述定厚器向远离所述闭孔泡沫芯材的方向轴向抽离，同时向所述闭孔泡沫芯材与复合材料圆管之间注胶；

步骤三、当压力达到2MPa后，停止注胶，常温下静置直到胶层固化，上下压头复位后，胶接连接完成。

8.如权利要求7所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，其特征在于，所述定厚器的外径与开口容纳腔的孔径差值为胶层厚度的两倍。

9.如权利要求8所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，其特征在于，所述注胶的速度满足：

式中，V_i为注胶的速度，ω_i为修正系数，T为环境温度，F_d为压力值，D_b为闭孔泡沫芯材的长度，ρ为胶粘剂的密度，V_d为定厚器轴向抽离的速度。

10.如权利要求9所述的复合材料圆管与闭孔泡沫芯材的胶接连接方法，其特征在于，所述定厚器轴向抽离的速度满足：

式中，φ为校正因子，D_o为定厚器的长度，f为定厚器与复合材料圆管的摩擦力，N为闭孔泡沫芯材的初始体积，R为复合材料圆管的直径。