[发明专利]复合材料壳板和钢构架的连接结构及其连接方法

说明书

本发明公开了一种复合材料壳板和钢构架的连接结构，包括钢构架、连接板条、螺母、螺栓、复合材料芯层、复合材料上面板、复合材料下面板和固定板，钢构架与连接板条固定连接，连接板条的底面上固定有螺母，连接板顶面上安装有固定板，固定板为铺设的多层玻璃纤维布通过灌注树脂硬化成型，螺栓穿过固定板后旋入螺母，复合材料上面板和复合材料下面板的端部均与固定板连接，固定板、复合材料上面板和复合材料下面板的玻璃纤维布在螺栓安装后通过一次灌注树脂后硬化形成整体。本连接结构可实现复合材料壳板与钢构架的牢固连接，保证结构在长期使用环境中具有足够强度和刚度，有效抑制了结构振动。

技术领域

本发明涉及连接结构技术领域，尤其涉及一种复合材料壳板和钢构架的连接结构及其连接方法。

背景技术

现阶段潜艇上层建筑采用的复合材料大多数为三明治夹芯结构，面层一般为乙烯基树脂玻璃纤维增强材料，芯材一般为反声或吸声等功能芯材。传统复合材料壳板与钢构架的连接形式为，将复合材料壳板成型后，配钻复合材料壳板螺孔，并拧紧螺栓，使壳板与钢构架边界连接固定。

此种连接结构在长时间的振动环境中，容易产生螺栓松动的现象，从而导致额外的振动噪声。另一方面，由于钢构架及复合材料壳板成型后存在残余变形和加工误差，其连接面不完全贴合，从而导致复合材料壳板安装困难。同时，螺栓与复合材料壳板之间存在间隙，形成海水浸泡环境，容易造成复合材料壳板与钢构架连接部位的腐蚀。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合材料壳板和钢构架的连接结构及其连接方法，旨在实现复合材料壳板与钢构架的牢固连接，保证结构在长期使用环境中具有足够强度和刚度，有效抑制结构振动。

为实现上述目的，本发明提供一种复合材料壳板和钢构架的连接结构，包括钢构架、连接板条、螺母、螺栓、复合材料芯层、复合材料上面板、复合材料下面板以及固定板，其中，

所述钢构架与连接板条固定连接，连接板条的底面上固定有螺母，连接板顶面上安装有固定板，固定板为铺设的多层玻璃纤维布通过灌注树脂硬化成型，螺栓穿过固定板后旋入螺母，复合材料芯层的上表面和下表面分别为复合材料上面板和复合材料下面板，复合材料上面板和复合材料下面板的端部均与固定板连接，固定板、复合材料上面板和复合材料下面板的玻璃纤维布在螺栓安装后通过一次灌注树脂后硬化形成整体。

优选地，所述螺栓的头部上还设有保护层，保护层为多层玻璃纤维布灌注树脂后硬化形成。

优选地，所述保护层与固定板、复合材料上面板和复合材料下面板均为一体成型。

优选地，所述保护层厚度为2mm~3mm。

优选地，所述保护层的顶端面与复合材料上面板的顶端面平齐设置。

优选地，所述复合材料芯层靠近钢构架的一侧厚度逐渐变薄，复合材料下面板与固定板的连接通过玻璃纤维布的层数不同来过渡。

本发明进一步提出一种复合材料壳板和钢构架的连接方法，包括以下步骤：

在钢构架上焊接连接板条，将连接板条的底端面上固定螺母，并在连接板条上开设螺栓孔；

在模具上铺设玻璃纤维布以成型复合材料下面板，在成型复合材料下面板的玻璃纤维布上方放置预制的复合材料芯层，在连接板条上方铺设多层玻璃纤维布以成型固定板，在复合材料芯层上方铺设玻璃纤维布以成型复合材料上面板；

将连接板条上方的玻璃纤维布钻孔后，将螺栓穿过并旋入连接板条下方的螺母，将螺栓与螺母进行点焊；

将固定板、复合材料上面板和复合材料下面板的玻璃纤维布真空灌注树脂后硬化形成整体。

优选地，所述将连接板条上方的玻璃纤维布钻孔后，将螺栓穿过并旋入连接板条下方的螺母的步骤之后还包括：

在螺栓的上方继续铺设玻璃纤维布以成型保护层。