[发明专利]一种碳纤维复合材料多通接头

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料多通接头，所述多通接头包括一个主通管接头和多个支通管接头，所述主通管接头和支通管接头采用两瓣结构，所述支通管接头根据需要设于所述主通管接头的侧壁上和所述主通管连通，所述支通管接头的轴心线水平面和竖直面通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头之间设有夹角，所述支通管接头之间以及和所述主通管接头的连接处均设有加强板筋，所述支通管接头的外围设有环向补强层。本发明公开的一种碳纤维复合材料多通接头，可以解决复杂桁架结构装配时，支通管无法插入其两端相应接头的矛盾，同时，主通管接头和支通管接头的环向补强，可以满足多通接头在桁架结构中的复杂载荷要求。

技术领域

本发明涉及管道接头领域，主要应用于航空、航天等领域复杂桁架结构，尤其涉及一种碳纤维复合材料多通接头。

背景技术

航空航天飞行器对轻质高强材料的要求越来越高，而碳纤维复合材料因具有上述特点，使其应用范围越来越广，桁架结构就是其中之一。

桁架结构具有净空间值高、在空间容易展开或装配、受运载器载荷舱尺寸限制小等优点，特别适合在大跨度甚至超大跨度结构中应用，如太阳能无人机桁架机身、飞艇支撑结构以及卫星支撑结构等。狭义的桁架结构是由直杆和接头组成的杆系结构。在实际的工程应用中，为了满足大跨度甚至超大跨度结构的载荷要求，需要更多的支通管结构对桁架结构进行支撑。从而使桁架结构对多通接头的需求越来越多。

然而，在桁架结构中，如果采用碳纤维复合材料整体多通接头，由于接头长度和支通管长度会产生干涉，会造成大部分支通管无法插入相应的支通管接头。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一系列由分瓣结构组成的碳纤维复合材料多通接头，既能实现复杂桁架结构的装配，又能满足接头轻质高强的要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种碳纤维复合材料多通接头，所述多通接头包括一个主通管接头和多个支通管接头，所述主通管接头和支通管接头采用两瓣结构，所述支通管接头根据需要设于所述主通管接头的侧壁上和所述主通管连通，所述支通管接头的轴心线水平面和竖直面通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头之间设有夹角，所述支通管接头之间以及和所述主通管接头的连接处均设有加强板筋。

本发明的进一步改进在于：所述多通接头包括四通接头、五通接头、六通接头、七通接头和八通接头。

本发明的进一步改进在于：相邻两个所述支通管接头之间的夹角介于30°- 60°之间。

本发明的进一步改进在于：所述主通管接头的直径介于20mm-30mm，壁厚介于2.0mm-3.0mm，所述支通管接头的直径介于10mm-15mm，壁厚介于1.0mm-1.5mm。

本发明的进一步改进在于：所述两瓣结构由3/4瓣结构和1/4瓣结构通过湿法胶接和环向补强一体成型。

本发明的进一步改进在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用碳纤维预浸料非热压罐技术成型。

本发明的进一步改进在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用3k、6k或者12k碳纤维织物预浸料成型。

本发明的进一步改进在于：所述预浸料为低温、中温或者高温碳纤维预浸料，其纤维体积含量介于45%-65%。

本发明的有益效果是：该碳纤维复合材料多通接头既可以实现接头的轻质高强要求，又可以解决复杂桁架结构装配时，支通管无法插入其两端相应接头的矛盾，同时，主通管接头和支通管接头的环向补强，可以满足多通接头在桁架结构中的复杂载荷要求。

附图说明

图1为本发明碳纤维复合材料多通接头五种类型。

图2为本发明碳纤维复合材料多通接头组成示意图；