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复合材料与金属的连接可采用腔接、机械连接,如果等。
复合材料的基体为热塑性材料,则还可采用焊接, 、纯钛铆钉、双盘属铆钉和应力波
铆接方法。
一
、胶接
三、连接设计
胶接同其他连接方法如焊接、铆接、螺接相比,具有
潜在的优势,它不削弱基体材料。能充分减轻结构重量,并管形件连接在工程应用中比较常见,尤其在航空和汽
可增加结构刚度。对于复台材料薄扳,这些特点更加突出。车工业中,同轴复台材料/金属的连接用得更多。常用的构
但详细设计及表面制备的要求、低的剥离强度及湿气对盘件有驱动轴、悬挂装置和环彤管,当然还有些特殊设计以
属/胶接内表面的浸蚀限制了腔接在某些方面的应用。胶接满足专门的用途。大多敷设计如图所示。
有以下优点:
· 连接薄板及不同材料的能力;
· ;
· 同螺接相比,疲劳性很好;
腔接销钉连接
· 表面光精
·
电化学腐蚀和水气的浸蚀‘
·
合可有效降低噪声和振动。多面件连接压力/摩攘莲接
采用腔接时的注意事项: 芏典懂娃接址计
· 和其它聚合物一一样,胶粘剂有其局限性,其性能与对于受拉、受剪的接头,在搭接未端有明显的应力集
固化温度、时间和速度有关中,固而腔接接头沿腔层长度方向上应力分布是不均匀的.
· 被腔接件必须进行严格的表面处理; 这种不均匀性对不同材料的胶接更加严重。这些应力的计
· 目前尤损检测方法只对小体积、高质量的构件有效。算——无论是有限元法还是经典力学方法都必须选用台适
并且不能检测腔接强度。的安全系数。通常采用以任一种分析方法都应考虑腔粘
剂的非线性、材料的各向异性、剪切挠曲和热应力等因素。
二、机械连接
在先进复合材料和金属连接时,应考虑到复合材辩的
机械连接具有易装配易分解的优点,很少或不需要表横向和层间强度低、热膨率不致、表面处理以及嗳湿性
面处理,在高温或热循环状态下表现出良好的性能。其主等。.
要缺点是增加结构重量。
四、应力分析
料薄板的连接。机械连接的主要失效方式为在受拉、受剪、
受压状态下纤维树脂发生不同程度的裂纹而导致最终破连接强度是材料性能和几何尺寸的非线性函数。在设
坏。典型的紧固件如螺钉、铆钉和螺栓对复台材料的削弱计过程中,为取消昂贵的实验而选择可信的结构装配方法.
比金属更为严重,这是因为复合材料对应力集中更敏感。性能预测是非常重要的。连续力学方法比起数值方法来,提
加载孔边的最大应力在载荷传递方向上达到最大值。供了适应环境的一种更佳的设计技术,这种技术对于胶接
该应力随钉孔阿隙的增大而增大,固此紧配合可以大幅度系统是可靠的。更先进的程序可以考虑到不同的材料、几
提高抗压强度和纯金属相比。由于复合材料的层问剪切何形状、胶粘剂性能和热影响等固素。图表示一种典型
强度低,复合材料同金属结构连接的干涉量要严格控制。螺的不同材料