[材料科学]复合材料的连接.ppt

汇报人：秦美君 复合材料的连接 提纲 一 复合材料主要连接类型 二 复合材料连接应用新进展 “连接”的重要性 首先 增强结构的载荷传递必须有相应的连接方式来解决，而连接部位一般都是结构的薄弱环节。 其次 影响复合材料连接强度的因素要比金属复杂得多，因为连接区域含有结构形状的各种间断，由此总是导致局部的应力集中。其连接的失效模式多而且预测强度较困难。 第三 这些特点使复合材料连接强度问题变得更复杂，必须予以足够的重视。 (1)机械连接 (2)胶接 (3)二者兼有的混合连接 一 复合材料主要连接类型 (1) 机械连接 复合材料的机械连接是指将一复合材料和另一复合材料（或金属或合金）通过紧固件连接成为一整体 机械连接 优点 便于检查质量，安全可靠， 强度分散性小，能传递大载 荷 便于装卸，对零件连接表面的准备及处理要求不高，无胶接固化产生的残余应力，受环境影响较小 缺点 开孔引起应力集中降低了连接效率 增加紧固件或铆钉的重量 （2）胶接连接 A. 胶接连接 概念 胶接连接是复合材料结构中较普遍采用的一种连接方法。 这种连接方法是借助胶粘剂将其胶接零件连接成不可拆卸的整体，是一种较实用有效的连接工艺技术，有时还能为研制生产解决关键性工艺技术 B.胶接连接的优点 胶接连接的缺点 C. 胶接连接的工艺流程 表面处理 目的 方法 为了获得最佳的 表面状态，有助于 形成足够的黏合力 物理机械方法 和化学方法 物理机械方法：砂纸打磨和喷砂 化学方法：溶剂清洗与脱脂，铬硫酸浸蚀，阳极氧化处理和溶胶凝方法等，其中阳极氧化处理是一种较好的方法 胶接 表面处理方法 固化方法 方法有：室温固化、加热固化、辐射固化、微波固化、高频固化等 以下对部分固化方法进行阐述： 加热固化：分为中温固化（120度左右）和 高温固化（150度以上） 优点：固化速度快，强度高，耐老化 需要的设备：如热压罐，电烘箱，硫化 机，干燥炉，红外线，电吹风等 辐射固化：是指通过紫外线、电子束、Y射 线的照射而达到固化的效果 优点是：极快速，高质量，低耗能，高效率，适合连续生产 微波固化：优点是修复速度快，效能高， 修复后的静强度可以恢复到原材料的102.9% 缺点是当微波照射下会发生电磁激励作用，从而将胶粘剂中的磁性分子和被胶粘物发生物理化学变化 设备：微波修复器（全军装备维修表面工程研究中心研制） 目测法 试压法 敲击法 测量法 溶剂法 超声波法 X射线法 激光法 声阻法等 检查方法 锐普PPT论坛chinakui首发： (3)二者兼有的连接 A、胶螺连接 B、胶铆连接  A.胶螺连接 胶螺混合连接： 一般是从结构的破损安全角度考虑，用于提高连接接头的安全裕度以及结构修补 胶螺混合连接有利于提高接头的承载力及疲劳寿命 胶螺混合连接 工艺方法 两种方法 一、连接处预先制孔，涂胶后即安装螺栓并拧紧，然后使胶层固化形成连接接头 二、在已固化的胶接接头上制孔安装螺栓，并拧紧形成连接接头 B. 胶铆连接 胶铆连接一般也可采用两种工艺方法实 现，一种是在胶层固化后铆接；另一种是在 胶 层 未 固 化 时 铆接。 为了提高胶－铆接头的强度，最好在胶粘剂固化后再进行复合材料构件的铆接；而在胶层未固化时铆接，应当分阶段对胶层施加所需压力，以减少胶铆接头连接强度的下降。 一、当承载较大，可靠性 要求较高时，宜采用机械连接 二、当承载较小、构件较薄、 环境条件 不十分恶劣时， 宜采用胶接连接 三、在某些特殊情况下， 为提高结构的破损 －安全 特性时，可采用混合连接 连接方法 优选原则 二. 复合材料连接应用 新进展 New Joint z-pinning 连接 缝合连接 (1) 缝合连接 应用背景 技术原理 工艺特点 缝合参数 A B C D A 应用背景 Background text1 text2 text3 进行复合材料层合板的轻量化设计时,必须考虑层合板的外层屈曲破坏后,破坏的外层和内层增强材料之间将产生剥离载荷,它将影响层合板材料的强度 分层的存在将造成复合材料层合板结构强度和刚度的降低,使其性能得不到充分的发挥。 因此,如何抑制复合材料层合板