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專題報告

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一文了解復合材料的主要連接方式(三)


第三部分:混合連接













混合連接則是將膠接與機械連接相結(jié)合,能夠很好地避免單一連接方式帶來的弊端,使產(chǎn)品擁有更好的強度和穩(wěn)定性。混合連接可以阻止或延緩膠層損傷的擴展,提高抗剝離、抗沖擊、抗疲勞和抗蠕變等性能;具備密封、減震、絕緣的情況下進一步增大連接強度,提高載荷傳遞能力,隔離金屬緊固件與復合材料,無電化學腐蝕?;旌线B接主要包含膠螺混合連接、膠鉚混合連接和膠卡混合連接。

混合連接應選用韌性膠黏劑,盡量使膠接的變形與機械連接的變形相協(xié)調(diào),需要提高緊固件與孔的配合精度,否則易引起膠層剪切破壞,降低連接強度。

一文了解復合材料的主要連接方式(三)
圖 混合連接在汽車中的應用

寶馬7系在C柱區(qū)域使用碳纖維作為加強件,此處應用多處連接工藝,包含了膠接-鉚接,膠接-螺栓,膠接-卡接等方式。綜合了機械連接和膠接的優(yōu)點。



第四部分:縫合連接














縫合技術(shù)發(fā)展至今已有悠久的歷史,但它在復合材料領(lǐng)域的應用才不過幾十年,并且多被應用在縫合層合板復合材料上。它能抑制復合材料層合板的分層損傷,提高其層間強度和抗分層、抗沖擊的能力,是提高結(jié)構(gòu)損傷容限和層間斷裂韌性的有效途徑。其原理是通過縫合手段,使復合材料在垂直于鋪層平面的方向得到增強,從而提高材料層間損傷容限??p合工藝使用碳、玻璃、Kevlar做成的縫合線在工業(yè)縫紉機上對織物進行厚度方向的縫合??p線僅占復合材料纖維體積含量的百分之幾。目前芳綸纖維由于其特殊的耐磨性、良好的抗沖擊韌性和較低的纖維密度,在縫合過程中得到廣泛應用。

一文了解復合材料的主要連接方式(三)
圖 縫合連接示意圖

縫合連接能明顯提高層壓板的層間斷裂韌性和層間剪切強度,特別是在零件破壞后,縫合可以使碎片連接在一起,避免后續(xù)更危險的災難性破壞,有利于阻止損傷擴展。

縫合連接屬于輔助性連接,與RTM、RFI等工藝一起使用??p合工藝參數(shù)決定復合材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學性能以及連接工藝過程所產(chǎn)生的殘余應力。主要的縫合工藝參數(shù)有縫線的股數(shù)、縫合密度、縫合方向及縫合針等。

縫合不僅是一種增強技術(shù),而且也是一種連接技術(shù),與復合材料的其它連接技術(shù)如粘結(jié)、鉚接相比,縫合材料整體性強、不易產(chǎn)生局部應力集中,因此為制作大型復合材料制件提供了一種有效手段。


(未完待續(xù))


此文由中國復合材料工業(yè)協(xié)會搜集整理編譯,部分數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)資料。文章不用于商業(yè)目的,僅供行業(yè)人士交流,引用請注明出處。



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