一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法技术

本发明专利技术适用于碳纤维连接技术领域，提供了一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法；包括以下步骤：A碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的A扣合结构；B碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的B扣合结构；其中，所述A扣合结构和所述B扣合结构采用的模具压制成型；所述A扣合结构和B扣合结构采用模具压制，且在压制前对模具压制面喷涂脱模剂；所述A扣合结构与B扣合机构扣合在一起。本发明专利技术加胶接表面积、避免了打磨带来的纤维断裂、也避免了可剥布的残留，提升胶接力学性能，大幅提升碳纤维复合材料结构件的抗剥离性能和抗剪切性能，抗剥离性能可以提升30%以上，而抗剪切性能则可以提升40%以上。而抗剪切性能则可以提升40%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维连接
，具体是一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料是一种力学性能优异的材料，具有非常高的比模量及比强度，在航空航天、高铁、汽车、风力发电等领域具有非常广泛的应用。碳纤维复合材料结构通过胶接连接方式可以极大地降低螺栓、铆钉的使用量，大大减少了在结构制造和维护过程中人工装配、拆卸操作所消耗的工时。正是具有以上优点，复合材料通常成为人们实现结构减重和降低成本的良好选项。
[0003]但是，碳纤维复合材料结构之间的胶接连接通常是复合材料结构的薄弱点，它是复合材料结构设计的难题，也是复合材料结构生成制造和加工的难题。复合材料结构胶接一般采用胶膜或糊状胶来粘接两块复合材料，被粘接的复合材料表面通常是在胶接之前采用砂纸或吹砂的方式进行打磨并清洗。通过打磨增加表面粗糙度、提高粘接面的表面积，从而提高胶接强度。无论是手工砂纸打磨或机器吹砂打磨，都有赖于人的操作，这为质量控制提出了严峻的挑战。这种方式会导致被胶接表面的纤维打磨断裂，而且表面粗糙度非常难以控制，最终导致胶接性能稳定性非常差。通常由于胶接质量差等因素导致能用于结构设计的结构胶接性能只有胶本身力学性能的1/10至1/5。
[0004]为了解决打磨方法导致的结构胶接质量差、胶接性能差的问题，目前常用选项为：使用一层可剥布的方式来代替打磨。可剥布分为湿可剥布和干可剥布，湿可剥布需要匹配特定的复合材料和胶膜体系，替换性差，而干可剥布容易造成残留和局部贫脂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，包括以下步骤：S1:A碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的A扣合结构；S2:B碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的B扣合结构；其中，所述A扣合结构和所述B扣合结构采用的模具压制成型；所述A扣合结构和B扣合结构采用模具压制，且在压制前对模具压制面喷涂脱模剂；所述A扣合结构与B扣合机构扣合在一起。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：所述A扣合结构与B扣合机构采用机加工的方式进行加工。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述A卡合结构和B扣合机构全部设置为凹槽、全部
设置为凸起或者设置为凹槽与凸起的结合三者中任一种。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述A卡合结构上的凹槽或凸起与B扣合机构上的凸起或凹槽相互卡合。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述A卡合结构上全部设置为凸起或者全部设置为凹槽，所述B卡合结构上全部设置为凹槽或者全部设置为凸起。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述A卡合结构与B卡合结构布置方式相同。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：多个所述凹槽和与之卡合多个所述凸起设置为多组不同截面形状排列。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：多个所述凹槽和多个所述凸起可以设置为截面形状不中心对称设置，且不同位置的所述凹槽和所述凸起布置方向不同。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.增加胶接表面积、避免了打磨带来的纤维断裂、也避免了可剥布的残留，提升胶接力学性能，大幅提升碳纤维复合材料结构件的抗剥离性能和抗剪切性能，抗剥离性能可以提升30%以上，而抗剪切性能则可以提升40%以上；2.降低了胶接工艺的件与件、批次与批次、人与人之间的差异性，提升胶接工艺的稳定性，提升复合材料结构产品的性能和质量；3.减少了打磨、清洗带来的粉尘、噪声、气体等环境污染；可减少使用可剥布，减少塑料、固体废弃物带来的环境污染；4.减少了员工因接触这些污染物和被污染的环境而带来的身体健康损害；5.大大减少碳纤维复合材料结构胶接表面处理工序所耗费的工时、电费、设备消耗；同时又能大大减少复合材料胶接表面处理员工培训所耗费的人力物力，大大降低了企业成本。
附图说明
[0015]图1为改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法中A扣合结构的第一结构示意图。
[0016]图2为改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法中A扣合结构的第二结构示意图。
[0017]图3为改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法中A扣合结构的第三结构示意图。
[0018]图4为改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法中A扣合结构的第四结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]请参阅图1～4，本专利技术实施例中，为本专利技术实施例提供的一种改善碳纤维复合材
料结构件胶接力学性能的方法，包括：S1:A碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的A扣合结构；S2:B碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的B扣合结构；A扣合结构和B扣合结构采用的模具压制成型。
[0021]所述A扣合结构和B扣合结构采用模具压制，且在压制前对模具压制面喷涂脱模剂。
[0022]所述A扣合结构和B扣合结构采用模具压制，其采用机加工的方式进行加工，如此避免对碳纤维复合材料内部结构造成破坏；所述A扣合结构与B扣合机构扣合在一起；所述A卡合结构和B扣合机构可以全部设置为凹槽、凸起或者设置为凹槽与凸起的结合；所述A卡合结构上的凹槽或凸起与B扣合机构上的凸起或凹槽相互卡合。
[0023]所述A卡合结构上全部设置为凸起或者全部设置为凹槽，所述B卡合结构上全部设置为凹槽或者全部设置为凸起（见图1、图2），所述A卡合结构与B卡合结构布置方式相同。所述A卡合结构与B卡合结构布置方式相同可以设置为竖直阵列、圆周阵列如此进而使得可以调整A碳纤维复合材料胶接件和B碳纤维复合材料胶接件配合的相对位置，满足不同连接位置的需求。
[0024]多个所述凹槽和多个与之卡合的所述凸起可以设置为多组不同截面形状排列（见图3），通过设置不同形状截面的排列如此进而能够使得胶结位置能够承受不同方向的拉扯力，使得胶结的更加稳定。
[0025]多个所述凹槽和多个所述凸起可以设置为截面形状不中心对称设置（见图4），且不同位置的所述凹槽和所述凸起布置方向不同，如此，进而使得配合结构支架各个方向均能够收到拉扯力，使得胶结的更加稳定。
[0026]本专利技术的，主要有如下优点：1.增加胶接表面积、避免了打磨带来的纤维断裂、也避免了可剥布的残留，提升胶接力学性能，大幅提升碳纤维复合材料结构件的抗剥离性能和抗剪切性能，抗剥离性能可以提升30%以上，而抗剪切性能则可以提升40%以上。
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：A碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的A扣合结构；B碳纤维复合材料胶接件的胶接表面压制用于连接的B扣合结构；其中，所述A扣合结构和所述B扣合结构采用的模具压制成型；所述A扣合结构和B扣合结构采用模具压制，且在压制前对模具压制面喷涂脱模剂；所述A扣合结构与B扣合机构扣合在一起。2.根据权利要求1所述的改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，其特征在于，所述A扣合结构与B扣合机构采用机加工的方式进行加工。3.根据权利要求1所述的改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，其特征在于，所述A卡合结构和B扣合机构全部设置为凹槽、全部设置为凸起或者设置为凹槽与凸起的结合三者中任一种。4.根据权利要求3所述的改善碳纤维复合材料结构件胶接力学性能的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良斌，何亮，郭早阳，刘栋材，
申请(专利权)人：深圳市基努创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：