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碳纤维管的连接方法有哪些?需要注意什么?

2021-06-01 16:21:13

在加工的时候,碳纤维管常常会需要与其它零件相连接,但碳纤维管的硬度大,比较脆,一不小心就会破裂,所以在连接的时候要非常小心,马虎不得,碳纤维管的连接方式主要有胶接、机械连接、混合连接三种,东莞锦航新材料有限公司-碳纤维制品东莞碳纤维制品碳纤维制品厂家对它们做个简单的分析。


一、机械连接

碳纤维管的机械连接方式有螺纹连接和铆钉连接 ,其中螺纹连接又可以分为螺栓连接、螺钉连接、 紧定螺钉连接等。 这种方式能传递大载荷 ,抗剥离性好,允许拆卸后在装配,受环境影响小,没有胶接固化时产生的残余应力。与胶接相比,机械连接重量会增加,应力集中,成本相对较高。

1.单剪连接会产生附加弯曲从而造成接头承载能力的减小和连接效率的降低因此连接设计尽可能选择。

2.双剪连接尽可避免选用单剪连接;

3.若采用单剪连接等不对称的连接形式则应采用排距尽可能大的多排紧固件,使偏心加载引起的弯曲应力降低的小;

4.由于碳纤维复合材料的塑性较差会造成多排紧固件连接载荷分配不均匀因此设计多钉连接形式时应尽可能选用不多于两排紧固件的连接形式。紧固件尽可能选用平行排列避免交错排列以提高连接强度。

5.合理的斜削型连接可以提高连接强度但是若设计不合理斜削型接头的承载能力反而比等厚度连接的还差。设计的关键是斜削搭接板厚度和紧固件直径的选择。

碳管

二、胶接

胶接是碳纤维管连接时采用的较多的连接方式,是通过胶粘剂将管材进行粘接在一起,连接效率高,结构轻,能够得到光滑的气动表面,并且不会产生电化学腐蚀的问题。但胶接的也相应地存在一些问题,在作业中可以采取一些方式尽量将其优化。

1.选择使胶层在大强度方向受剪力的连接形式尽量避免胶层在法向受力以防发生剥离;

2.尽量避免连接端部层压板发生层间剥离;

3.在高温工作时,所选胶粘剂和连接件的热膨胀系数尽量一致;

4.尽量减小连接引起的应力集中;

5.尽量增大胶结面积增大受载能力。


三、混合连接

混合连接是采用至少两种连接方式将两个或两个以上的构件连接起来。通常是贯穿层合板厚度的机械连接与胶接同时使用例如螺栓连接与胶接、铆钉连接与胶接等。若从工艺上严格保证连接质量使两者变形一致同时受载则可以起到阻止或延缓胶层损伤的扩展提高抗剥离、抗冲击、抗疲劳和抗蠕变等性能的作用。同时混合连接也会带来诸如孔应力集中、增加结构重量和成本的不利影响。

在复合材料连接中采取何种连接方式要视情况而定。通常来讲对于需要传递较大的集中载荷和强调可靠性的部位,多采用机械连接方式。对于需要传递均布载荷或承受剪切载荷的部位多采用连接效率较高的胶接连接。混合连接则适用于要求多余度连接的部位如中等厚度板的连接。


除了以上三种连接方式,目前还开发出固相扩散、活性技术钎焊、玻璃连接等方式,但都并未得到普及,博实认为有效的连接方法才是产品制造的关键。

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