[发明专利]一种表面无凸起的复合材料夹层板的胶接连接结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种表面无凸起的复合材料夹层板的胶接连接结构及其制备方法，属于材料结构领域。本发明提供的结构为连接件A的玻璃纤维增强面板与连接件B的玻璃纤维增强面板形成相互契合的齿型连接，连接件A和B之间使用环氧复合材料粘接剂进行粘接，连接件A的泡沫芯材长度与玻璃纤维增强面板长度一致，连接件B的泡沫芯材长度在连接件B的面板纤维转折处断开，保证插入时与连接件A的契合，使用保温胶水粘接泡沫芯材。本发明复合材料夹层板胶结方式与传统复合材料夹层板胶结方式相比，齿型连接使得胶结面积增加，能够有效保证胶结强度的提升，并且连接后表面无突起，使得结构更符合实际应用，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种复合材料夹层板的胶接连接技术，此技术可实现胶接处材料表面平整无凸起，属于材料结构领域。

背景技术

复合材料夹芯结构由面板和芯材组成，是一种结构复合型材料，具有结构刚度高、质量轻，可设计性良好，能够充分发挥材料复合效应优越性等特点，因而大量应用于航空航天、船舶工业、汽车制造、工程减震和爆炸防护等方面。

复合材料夹芯结构的连接方式主要有机械连接、胶接连接、混合连接等。机械连接包括铆接(一种不可拆卸的连接)、螺接(可传递大载荷，便于装卸，其安装工艺基本与金属结构相同)和专用紧固件连接(用于结构不开闭、难于触及、密封、表面曲率大等情况)，其优点是安全可靠，强度分散性小，能传递大载荷，便于装卸。缺点是开孔引起应力集中，连接效率低，增加紧固件或铆钉的重量，而且采用金属连接件并在结构上开孔，金属连接件能全反射电磁波，开孔会破坏结构的气密性，同时螺栓的存在会使连接处的表面不平整，破坏其隐身性能。胶结连接的优点是不会因钻孔和焊点周围应力集中所引起的疲劳龟裂；连接效率高、结构重量轻；适宜连接异形、异质、薄壁、复杂的零件；表面光滑、外观美观、工艺简便、操作容易，可节省能源，因而具有一定的经济效益。其缺点是胶接性能受环境(湿、热、腐蚀介质)的影响，存在一定的老化问题，且胶接连接后一般不可拆卸，且接头强度受胶的性能影响很大。因此，为满足这类行业对复合材料夹芯结构的迫切需求，急需开发一种无金属连接，面板表面无凸起、制作简单方便且强度大的胶接连接结构。

发明内容

本发明提供了一种表面无凸起的复合材料夹层板的胶接连接结构及其制备方法，目的在于克服传统机械连接导致结构开孔处应力集中且连接处不平整以及传统胶接连接粘接面积小，强度不足的问题。

本发明提供的胶接连接结构无金属连接并且表面无凸起，可以有效地增加纤维增强面板的粘接面积，提升连接处的抗拉强度，而且连接处表面平整，尤其是由于无金属连接件，泡沫芯材之间采用保温胶水粘接，所以可以保证整个结构的保温性能。

本发明提供的一种表面无凸起的复合材料夹层板的胶接连接结构如下：将进行连接的两部分复合材料板分别记为连接件A和连接件B，连接件A的玻璃纤维增强面板与连接件B的玻璃纤维增强面板形成相互契合的齿型连接，且面板连接处的两面必有一面保持平整，每对面板之间形成三个粘接面，使用环氧复合材料粘接剂进行粘接；连接件A的泡沫芯材长度与玻璃纤维增强面板长度一致，连接件B的泡沫芯材长度在连接件B的面板纤维转折处断开，保证插入时与连接件A的契合，使用保温胶水粘接泡沫芯材。

其中连接件A的玻璃纤维增强面板，如图1所示，连接件A的5mm的面板(以上面板为例)在胶结端部发生45°斜向下转折并延伸至胶结另一端部，延伸段分为厚度相等的两部分，一部分的底部与原面板底部持平，另一部分的底部与2倍原面板底部深度持平。泡沫芯材在胶结端部处发生45°斜角颈缩并延伸至胶结另一端部。

连接件B的玻璃纤维增强面板，如图1所示，连接件B的5mm的面板(以上面板为例)在胶结端部发生45°斜向下转折并延伸至胶结另一端部，延伸段分为厚度相等的两部分，一部分的顶部与原面板顶部持平，另一部分的顶部与原面板底部持平。泡沫芯材在胶结端部处发生45°斜角颈缩并切断。

本发明按如下步骤进行制备：