[实用新型]纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件的连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及纤维增强树脂基复合材料(FRC)与金属件的连接结构，尤其涉及一种纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件的连接结构。 

背景技术

纤维增强树脂基复合材料(FRC)具有耐腐蚀，比强度高，以及优异的可设计性和复杂结构整体成型的显著特点，目前已广泛应用于船舶与海洋结构物设计工程，舰艇大尺度复合材料结构的设计与应用技术研究必将成为未来舰船结构设计的重要发展方向。然而，相较于传统钢质结构高效、低成本的焊接连接技术，复合材料与钢构件之间的连接问题已成为阻碍复合材料结构大规模使用的瓶颈技术之一。目前复合材料与钢构件大量使用的连接方式主要为机械连接(螺钉连接和铆接)、胶接和混合连接等，然而，机械连接由于采用穿透型开孔，将损伤FRC结构的完整性，且紧密性设计困难，胶接则往往难以满足连接结构的强度设计要求。针对此类问题，多年来国内外研究者们一直期待能寻找更多新型连接结构形式以满足海洋工程环境的特殊要求。 

实用新型内容

本新型构件的目的是为了解决上述背景技术中存在的紧密连接问题，提出一种纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件的连接结构，使其在保证舰船结构强度和各项技术指标不下降的情况下，彻底解决钢结构与纤维增强复合材料的水密坚固连接问题。 

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件的连接结构，所述金属件位于纤维增强复合材料层合 板结构边缘处，其特征是，纤维增强复合材料层合板采用分层成型工艺成型，在金属件的连接面上开设有燕尾式U型槽，金属件的连接面与纤维增强复合材料层合板下铺层之间用胶粘接，纤维增强复合材料层合板下铺层填入金属件的燕尾式U型槽中，与燕尾式U型槽内壁胶粘固化后形成整体，纤维增强复合材料层合板下铺层伸入燕尾式U型槽内的U形间隙处用填充材料填实，外表面被打磨平整，纤维增强复合材料层合板的其余层依次铺设在下铺层之上。 

较佳地，所述金属件为条状结构，其长度与其配合的纤维增强复合材料层合板结构边缘长度相同，所述燕尾式U型槽底端宽度大于开口宽度，内侧夹角小于外侧夹角，沿金属件长度方向开设。 

较佳地，所述燕尾式U型槽方向与纤维增强复合材料层合板相对应的边缘平行。 

较佳地，金属件的外侧与纤维增强复合材料层合板外侧对齐。 

具体地说，所述纤维增强复合材料层合板下铺层和其余铺层的外侧均与金属件的连接面外侧对齐，纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件靠燕尾式U型槽外侧的连接面之间采用螺钉压条压紧。 

具体地说，所述纤维增强复合材料层合板下铺层的外侧与金属件的连接面外侧对齐，其余铺层经过金属件的连接面外侧拐边处延伸至金属件外侧面。 

较佳地，金属件外侧面为台阶面，所述纤维增强复合材料层合板其余铺层位于台阶面中较低的表面，纤维增强复合材料层合板其余铺层外表面与台阶面中较高的表面平齐。 

较佳地，所述燕尾式U型槽槽底外侧夹角处采用圆角。 

本实用新型结构简单，施工方便可靠，较好地解决了钢结构与纤维增强复 合材料层合板结构边缘的连接问题。经理论计算，本实用新型可以保证复合材料层合板边缘与钢结构之间的连接强度和完整性，并保证连接处的紧密连接要求，适用于所有纤维增强复合材料层合板结构边缘与金属件的端部水密坚固连接。 

本实用新型的有益效果： 

1、金属件与纤维增强复合材料层合板结构边缘之间紧密效果好； 

2、金属件与纤维增强复合材料层合板结构边缘之间连接强度高； 

3、纤维增强复合材料层合板的完整性得到了较好保持，性能稳定。 

附图说明

图1为实施例1-3的结构示意图。 

图2为该实用新型的第四种实施方式。 

标注：1-金属件；2-下铺层；3-其余铺层；4-燕尾式U型槽；5-U形间隙；6-外侧面；7-压条；8-螺钉；9-外侧夹角；10-连接面；11-内侧夹角 

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例，但它们并不构成对本实用新型的限制，仅作举例而已。 

实施例1： 

材料组成：金属件1采用采用横截面为矩形的条状Q235船体钢，纤维增强复合材料层合板采用S玻纤/3201材料，用分层成型工艺成型。