本实用新型专利技术涉及一种金属/复合材料钉型连接结构，它由金属件、金属凸钉、复合材料蒙皮、蒙皮纤维、胶层组成，金属件表面设有金属凸钉，蒙皮纤维绕金属凸钉通过胶层与金属件胶接。采用金属件胶接区表面凸起尖钉插入复合材料纤维层，使得金属与复合材料的胶接接触面积增大，金属凸钉通过拉扯复合材料纤维，使金属与复合材料之间胶层、同层纤维与纤维之间胶层、纤维层与纤维层之间胶层一起承受外力载荷，能极大的提高连接强度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及复合材料结构，特别涉及一种金属/复合材料钉型连接结构。
技术介绍
目前国内外复合材料在航空、航天领域的应用越来越广泛，复合材料具有重量轻、 比强度高、比模量大、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越等优点，在各种武器装备 的轻量化、小型化和高性能化上起到了无可替代的作用，但复合材料在机身、弹体关键受力 部位处满足不了使用载荷要求，此情况大多换用金属件承载，再进行金属与复合材料的连 接。复合材料与金属的连接主要有胶接、机械连接、胶接与机械混合连接等方式，其中 胶接工艺简单，便于部件整体成型，但胶接连接许用载荷小，且受使用环境温度的限制，并 存在界面胶层老化失效的缺点；机械连接强度高，但操作中会打断复合材料纤维，影响构件 的整体性能；采用胶接与机械混合连接可有效提高金属/复合材料连接强度，具有二者的 优点，但同时也存在复合材料纤维打断的现象。
技术实现思路
本技术的目的是，正是针对现有技术状况，而设计提供了一种新型的钉型连 接结构，具有胶接与机械混合连接的优势，同时由于不打断复合材料纤维，其承载能力得到 较大提高，可解决飞行器关键受力处金属/复合材料的连接问题。本技术的技术方案的具体内容是一种金属/复合材料钉型连接结构，它由 金属件、金属凸钉、复合材料蒙皮、蒙皮纤维、胶层组成，金属件表面设有金属凸钉，复合材 料蒙皮中的蒙皮纤维绕金属凸钉通过胶层与金属件胶接。本技术的优点在于，采用金属件胶接区表面金属凸钉插入复合材料纤维层， 使得金属与复合材料的胶接接触面积增大，原位置的纤维绕过金属凸钉，保持其连续性。当 金属与复合材料连接处受力时，金属凸钉通过拉扯复合材料纤维，使金属与复合材料之间 胶层、同层纤维与纤维之间胶层、纤维层与纤维层之间胶层一起承受外力载荷，能极大的提 高连接强度。附图说明图1是本技术的金属/复合材料钉型连接结构示意图。图2是本技术的金属凸钉2处纤维分布图。图3是本技术的钉型连接金属件与复合材料之间胶层示意图。图中1-金属件、2-金属凸钉、3-复合材料蒙皮、4-蒙皮纤维、5-胶层。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明，参见图1一图3，一种金属/复合材料钉型连接结构，它由金属件1、金属凸钉2、复合材料蒙皮3、蒙皮纤维4、胶层5组成，金属件 1表面设有金属凸钉2，复合材料蒙皮3中的蒙皮纤维4绕金属凸钉2通过胶层5与金属件 1胶接。按照本料用新型的技术方案进行试验件设计和生产，具体实施方式如下在金属 件1与复合材料蒙皮3的胶接面上加工出金属凸钉2，外表带有金属凸钉2的金属件1胶 接前5小时内进行混酸阳极化处理，然后将复合材料蒙皮3中的复合材料编织布蒙皮纤维 4预浸料缠绕铺放在金属凸钉2区胶结面上，最后进热压罐固化成型，加热温度175士5°C， 固化保温7小时，出炉温度60°C。金属件1与复合材料蒙皮3留30mm胶接宽度，凸钉高3mm，设计为正四面锥形体， 底面积为1. 2mmX 1. 2mm,凸钉的排布间距为3. 5mmX 3. 5mm,复合材料蒙皮3胶接处厚度 5mm ο其方法步骤是1、制作带有金属凸钉2的金属件1，使金属凸钉2均布于金属件1的表面；2、在金属件1进行胶接前5小时内作混酸阳极化处理；3、在金属件1的金属凸钉2区域上涂敷树脂NY9200GB胶层5 ；4、将复合材料蒙皮3中的编织布预浸料树脂NY9200GB蒙皮纤维4缠绕铺放在金 属件1的金属凸钉2区域上；5、最后进热压罐通过加热温度175士5°C，固化保温7小时，出炉温度60°C固化成型。按照普通胶接方式与钉型连接方式各生产若干试验件，取金属/复合材料连接的 典型轴向剪切载荷进行连接强度试验表1试验+件测试数揚表1wmmmH纹胶接钉11濕合连接I序号 12O12.3123I剪切强 7.08 度(Mfe)9. OB10. 4 20. 8819.6820.2927 Bh29.7327, 94I均信.1 I 8,866(IPa)20.28328.417试验数据可知，钉型连接比网纹连接强度提高40. 1%，比普通连接提高220. 5%, 可使用于大载荷条件下金属件与复合材料构件的连接。在金属件胶接表面直接加工出金属凸钉，对比胶接与机械混合连接方式，钉型连 接不需要额外的连接件，不靠金属件与复合材料之间的压紧力提高连接强度，不破坏复合 材料纤维的连续性。权利要求1. 一种金属/复合材料钉型连接结构，其特征在于，它由金属件、金属凸钉、复 合材料蒙皮、蒙皮纤维W]、胶层组成，金属件表面设有金属凸钉，复合材料 蒙皮中的蒙皮纤维绕金属凸钉通过胶层与金属件胶接。专利摘要本技术涉及一种金属/复合材料钉型连接结构，它由金属件、金属凸钉、复合材料蒙皮、蒙皮纤维、胶层组成，金属件表面设有金属凸钉，蒙皮纤维绕金属凸钉通过胶层与金属件胶接。采用金属件胶接区表面凸起尖钉插入复合材料纤维层，使得金属与复合材料的胶接接触面积增大，金属凸钉通过拉扯复合材料纤维，使金属与复合材料之间胶层、同层纤维与纤维之间胶层、纤维层与纤维层之间胶层一起承受外力载荷，能极大的提高连接强度。文档编号F16B11/00GK201925288SQ201020677140公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日专利技术者李玉亮, 洪厚全, 王克强, 王再玉, 皇东亚, 郝桂珍, 陈玉娟 申请人:江西洪都航空工业集团有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种金属／复合材料钉型连接结构，其特征在于，它由金属件［１］、金属凸钉［２］、复合材料蒙皮［３］、蒙皮纤维［４］、胶层［５］组成，金属件［１］表面设有金属凸钉［２］，复合材料蒙皮［３］中的蒙皮纤维［４］绕金属凸钉［２］通过胶层［５］与金属件［１］胶接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：洪厚全，皇东亚，李玉亮，陈玉娟，王再玉，王克强，郝桂珍，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：36
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