热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法技术

本发明专利技术公开了一种热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，所述热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法包括：将待连接的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点部的树脂进行加热，以使所述型材的树脂熔融后将其内部的纤维暴露出来，将两个所述型材的暴露纤维相互绑扎以共同组成连接部，在所述连接部的周侧安装模具，并向所述模具内注入树脂，静置待所述模具内的树脂固化后拆除所述模具。由此，通过对型材节点部的树脂加热，并对暴露的纤维进行绑扎和重新浇筑，以实现拉挤型材节点的连接，引领复合材料市场从传统热固性树脂向先进热塑性树脂过渡，并提高热塑性拉挤型材节点连接的强度和刚度，最终实现“复合材料可回收”的目标。的目标。的目标。

【技术实现步骤摘要】
热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法


[0001]本专利技术涉及土木工程
，尤其涉及一种热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料拉挤型材具有较高的比强度和比模量、优秀的抗腐蚀和疲劳性能，以及较低的全生命周期养护成本，已在国内外土木工程建设中展现出了强大的竞争力和应用潜力。传统拉挤型材由热固性高分子聚合物基体(即树脂基体)组成，其中常用的热固性树脂基体包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂等，热固性树脂在固化完成后便无法返回固化前状态，即“不可回收、不可重塑”。传统热固性树脂基拉挤型材在实际工程应用中常遭受“连接难”限制，尤其节点处施工方法缺乏成熟可靠的工艺指导。
[0003]相关技术中，传统热固性树脂基拉挤型材节点的连接方式为螺栓连接和胶粘连接，其中螺栓连接易引起螺栓孔的劈裂破坏，而胶粘连接的强度较低，这即为传统热固性树脂基拉挤型材“连接难”的根源，而且，螺栓连接和胶粘连接均依靠外部材料对拉挤型材进行连接(螺栓和胶)，无法充分发挥拉挤型材中高性能纤维的强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]相关技术中，螺栓连接的设计方法类似于钢结构，但不同于各向同性的钢材，拉挤型材为正交各向异性材料，纵向强度和弹性模量远大于横向，且剪切强度和螺栓孔承压强度较小，约为纵向抗拉强度的十分之一。螺栓连接带来的受力模式易造成较大的应力集中现象，导致拉挤型材易在螺栓孔处劈裂破坏，此时拉挤型材节点的强度主要由材料的剪切强度控制，因此无法充分发挥拉挤型材高强度的优势。
[0006]此外，胶粘连接虽可消除螺栓孔带来的应力集中现象，但粘接材料承载力较差，且在普通固化工艺下形成的耐久性能较差，因此胶粘连接须与螺栓连接同时使用，此时胶层仅起到提高节点初始刚度的作用，而节点的极限承载力则完全由螺栓保证。
[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0008]为此，本专利技术的实施例提出一种热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，该连接方法可大幅提高复合材料拉挤型材节点的力学性能。
[0009]本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法包括：将待连接的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点部的树脂进行加热，以使所述型材的树脂熔融后将其内部的纤维暴露出来，将两个所述型材的暴露纤维相互绑扎以共同组成连接部，在所述连接部的周侧安装模具，并向所述模具内注入树脂，静置待所述模具内的树脂固化后拆除所述模具。
[0010]本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，通过对型材节点部的热塑性树脂进行加热，使其熔化并从纤维表面剥离，将纤维暴露出来，对两个型材的
暴露纤维进行绑扎后，然后在绑扎后的纤维的周侧安装模具并进行浇筑，待树脂固化后拆除模具，以完成两个型材节点的连接。由此，引领复合材料市场从传统热固性树脂向先进热塑性树脂过渡，并提高热塑性拉挤型材节点连接的强度和刚度，最终实现“复合材料可回收”的目标。
[0011]由此，本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法解决了传统热固性拉挤型材“回收难、连接难”的问题。
[0012]在一些实施例中，对所述型材的暴露纤维进行分束以分成多根纤维束，将两个所述型材的多根纤维束一一对应并进行绑扎以共同组成连接部。
[0013]在一些实施例中，所述纤维束的绑扎方式为螺旋缠绕绑扎。
[0014]在一些实施例中，所述模具内注入的树脂为力学性能优于所述型材的树脂或与所述型材属于同类型的树脂。
[0015]在一些实施例中，还包括将所述型材的节点部的熔融后的树脂进行回收，将回收的所述树脂进行加热并注入所述模具内。
[0016]在一些实施例中，浇筑成型后的所述连接部的横截面积大于等于所述型材的横截面积。
[0017]在一些实施例中，所述型材的树脂为聚酰胺、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮，所述型材的纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。
[0018]在一些实施例中，所述模具包括壳体和注塑件，所述壳体的相对的两个端面上均设有贯穿孔，所述贯穿孔的截面形状与所述型材的截面形状相同，所述壳体的上端面上设有注浆孔，所述注塑件的下端插设在所述注浆孔内，所述注塑件用于导流树脂流入所述注浆孔内。
[0019]在一些实施例中，所述壳体包括U型围板、连接板和两个侧板，两个所述侧板沿第一方向间隔分布，所述U型围板设在两个所述侧板之间且与两个所述侧板可拆卸地相连，所述连接板设在两个所述侧板之间且与两个所述侧板可拆卸地相连，所述连接板位于所述U型围板的U型开口处，所述U型围板、所述连接板和两个所述侧板共同组成大体为长方体的所述壳体；两个所述贯穿孔分别开设在两个所述侧板上，所述注浆孔开设在所述U型围板的上端面上。
[0020]在一些实施例中，所述注塑件包括圆筒部和漏斗部，所述圆筒部的下端与所述漏斗部的上端相连。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的平板形型材节点部加热的示意图。
[0022]图2是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的型材的暴露纤维绑扎的示意图
[0023]图3是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的型材的连接部安装模具后的示意图
[0024]图4是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的型材的连接部浇筑完成的示意图
[0025]图5是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的型材的纤维螺旋缠绕绑扎的示意图
[0026]图6是本专利技术实施例的工字形拉挤型材的示意图
[0027]图7是本专利技术实施例的箱形拉挤型材的示意图
[0028]图8是本专利技术实施例的槽形拉挤型材的示意图
[0029]图9是本专利技术实施例的角形拉挤型材的示意图
[0030]图10是本专利技术实施例的拉挤筋材的示意图
[0031]图11是本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法的模具的爆炸示意图
[0032]附图标记：
[0033]型材1、节点部11、纤维111、连接部12
[0034]模具2、壳体21、U型围板211、注浆孔2111、连接板212、侧板213、贯穿孔2131、注塑件22、圆筒部221、漏斗部222。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]下面结合附图描述本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法。
[0037]如图1至图4所示，本专利技术实施例的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法包括：将待连接的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点部11的树脂进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，包括：将待连接的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点部的树脂进行加热，以使所述型材的树脂熔融后将其内部的纤维暴露出来；将两个所述型材的暴露纤维相互绑扎以共同组成连接部；在所述连接部的周侧安装模具，并向所述模具内注入树脂，静置待所述模具内的树脂固化后拆除所述模具。2.根据权利要求1所述的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，对所述型材的暴露纤维进行分束以分成多根纤维束，将两个所述型材的多根纤维束一一对应并进行绑扎以共同组成连接部。3.根据权利要求2所述的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，所述纤维束的绑扎方式为螺旋缠绕绑扎。4.根据权利要求1所述的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，所述模具内注入的树脂为力学性能优于所述型材的树脂或与所述型材属于同类型的树脂。5.根据权利要求4所述的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，还包括将所述型材的节点部的熔融后的树脂进行回收，将回收的所述树脂进行加热并注入所述模具内。6.根据权利要求1所述的热塑性树脂基复合材料拉挤型材的节点连接方法，其特征在于，浇筑成型后的所述连接部的横截面积大于等于所述型材的横截面积。7.根据权利要求1所述的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天桥，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：