本实用新型专利技术公开了一种复合材料杆件，其特征在于，包括支撑体；所述支撑体的两端分别设有至少一个耳片；所述支撑体的外表面包覆有第一纤维增强材料层。本实用新型专利技术中的复合材料杆件，充分利用了复合材料的可设计性和疲劳性等性能，使其具有优异的抗拉伸性能、抗压性能。与全金属杆件相比，在达到相同的各项力学指标的情况下，本实用新型专利技术具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数，可减轻30％的重量。与全金属杆件相比，重量相等长度相同的情况下，本实用新型专利技术的复合材料杆件的力学指标提升20％～40％。这也意味着该实用新型专利技术将在航空航天、重型机械、汽车等领域有着光明的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种复合材料杆件。
技术介绍
在航空航天领域、或者其他对结构重量有苛刻要求的领域，对结构不仅有一定的重量指标要求，还有更高的技术指标要求，如刚度、强度、抗拉伸强度、抗压强度、抗瞬时冲击强度等。如果是结构部件由全金属材料制得，要使结构达到一定的技术指标要求，该结构不仅体积庞大，而且重量很大。以杆件为例，如果是全金属杆件，要想使其具有更高的技术指标，即需要增大其截面直径，从而增加了杆件自身的重量及其所占用的体积，这不仅会对其他结构中其他部件的空间布置造成困难，还会使整个产品背上沉重的重量负担，降低了结构承载其他物体的承载能力。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种复合材料杆件。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案实现:复合材料杆件，其特征在于，包括支撑体；所述支撑体的两端分别设有至少一个耳片；所述支撑体的外表面包覆有第一纤维增强材料层。优选地是，所述支撑体的两端分别设有一个或两个所述耳片；位于所述支撑体同一端的两个所述耳片间隔设置。优选地是，所述耳片抵靠在所述支撑体上；第一纤维增强材料线或第一纤维增强材料带沿所述支撑体的轴向缠绕所述支撑体和所述耳片后加热固化形成所述第一纤维增强材料层，并将所述耳片和所述支撑体连接。优选地是，所述第一纤维增强材料层的外表面还包覆有第二纤维增强材料层；第二纤维增强材料线或第二纤维增强材料带沿所述支撑体的圆周方向和轴向缠绕所述第一纤维增强材料层后加热固化形成所述第二纤维增强材料层。优选地是；所述耳片抵靠在所述支撑体上；第一纤维增强材料线或第一纤维增强材料带沿所述支撑体的圆周方向和轴向缠绕所述支撑体和所述耳片后加热固化形成所述第一纤维增强材料层，并将所述耳片和所述支撑体连接。优选地是，所述第一纤维增强材料层的外表面还包覆有第二纤维增强材料层；所述第二纤维增强材料层由第二纤维增强材料线或第二纤维增强材料带沿所述支撑体的轴向缠绕所述第一纤维增强材料层后加热固化形成。优选地是，所述耳片设有沟槽；所述第一纤维增强材料线或所述第一纤维增强材料带沿轴向缠绕所述耳片时，容置于所述沟槽内；或者所述第二纤维增强材料线或所述第二纤维增强材料带沿轴向缠绕所述耳片时，容置于所述沟槽内。优选地是，所述耳片上设有多个第二凸块；多个所述第二凸块沿圆周方向分布；所述第一纤维增强材料线或所述第一纤维增强材料带沿轴向缠绕、并依次绕过所述支撑体两端耳片上的第二凸块，将所述支撑体两端的耳片与所述支撑体连接；或者所述第二纤维增强材料线或所述第二纤维增强材料带沿轴向缠绕、并依次绕过所述支撑体两端耳片上的第二凸块，将所述支撑体两端的耳片与所述支撑体连接。优选地是，所述耳片的外表面上设有波纹段；所述第一纤维增强材料线或所述第一纤维增强材料带缠绕所述耳片时，与所述波纹段机械咬合。优选地是，还包括第一连接件；所述第一连接件包括相配合的第一凸块和第一插槽；所述第一凸块设置在所述耳片和所述支撑体其中之一上，所述第一插槽设置在所述耳片和所述支撑体中的另一个上；所述第一凸块可插拔地插置于所述第一插槽内，将所述耳片安装在所述支撑体的端部。优选地是，还包括连杆；所述耳片设置在所述连杆的两端；所述支撑体上设有沿轴向延伸的凹槽；所述凹槽与所述连杆相适应；所述连杆嵌入所述凹槽内，使所述耳片伸出所述凹槽设置于所述支撑体的端部。优选地是，包括两个所述连杆；所述支撑体上设有两个所述凹槽；每个所述连杆嵌入一个所述凹槽内；设置于所述支撑体同一端的两个耳片间隔设置。优选地是，所述耳片与所述连杆一体设置；所述耳片和所述连杆由金属材料制得，或由第三纤维增强材料缠绕后加热固化制得，或采用树脂传递模塑成型工艺形成。优选地是，第一纤维增强材料线或第一纤维增强材料带沿所述支撑体的圆周方向和轴向缠绕所述支撑体、所述连杆和所述耳片后加热固化形成所述第一纤维增强材料层，并将所述连杆和所述支撑体连接。优选地是，所述第一纤维增强材料层的外表面还包覆有第二纤维增强材料层；所述第二纤维增强材料层由第二纤维增强材料线或第二纤维增强材料带沿所述支撑体的轴向缠绕所述第一纤维增强材料层后加热固化形成。优选地是，所述第一纤维增强材料层为第一纤维增强树脂层；所述第二纤维增强材料层为第二纤维增强树脂层；所述第三纤维增强材料层为第三纤维增强树脂层；所述第一纤维增强树脂层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强树脂层包括第二纤维和第二树脂；所述第三纤维增强树脂层包括第三纤维和第三树脂；所述第一纤维、所述第二纤维与所述第三纤维相同或不相；所述第一纤维、所述第二纤维或所述第三纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂、所述第二树脂或所述第三树脂相同或不同；所述第一树脂、所述第二树脂或所述第三树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。 优选地是，耳片既可以由金属材料制得，也可以由复合材料制得。复合材料可选用金属基复合材料、陶瓷基复合材料或高分子基复合材料。所述耳片上设有通孔。当耳片采用复合材料制得，所述通孔内可设置衬套。衬套可避免耳片磨损，延长耳片使用寿命。衬套磨损后，较耳片更换方便。优选地是，所述支撑体由泡沫材料等蓬松轻质材料制得。本技术中的复合材料杆件，充分利用了复合材料的可设计性和疲劳性等性能，使其具有优异的抗拉伸性能、抗压性能。与全金属杆件相比，在达到相同的各项力学指标的情况下，本技术具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数，可减轻30%的重量。与全金属杆件相比，重量相等长度相同的情况下，本技术的复合材料杆件的力学指标提升20%?40%。这也意味着该技术将在航空航天、重型机械、汽车等领域有着光明的应用前景。本技术通过纤维增强材料沿支撑体的轴向缠绕包裹耳片和支撑体，提高耳片和支撑体的结合强度，更重要的是，为复合材料杆件提供抗拉伸性能。拉伸应变最高可达3.5%以上。本技术通过纤维增强材料沿支撑体的圆周方向和轴向缠绕包裹耳片和支撑体，为复合材料杆件提供抗压性能。在达到相同的抗拉伸性能、抗压性能、抗冲击性能等力学指标的情况下，本技术的复合材料杆件的重量仅为全金属杆件重量的70%。也就是说，采用本技术的复合材料杆件代替全金属杆件，可减轻搬运杆件所需的工作量，提高了工作效率，降低了生产所需成本。另一方面，因为达到相同的抗拉伸性能、抗压性能、抗冲击性能等力学指标的情况下，本技术的复合材料杆件的重量仅为全金属杆件重量的70%，所以吊装设备每次可吊装的复合材料杆件的长度或数量要大于全金属杆件，从而降低了吊装次数，减轻了吊装工作量，提高了工作效率，降低了生产所需成本。【附图说明】图1为实施例1中的复合材料杆件的结构示意图；图2为实施例1中的复合材料杆件的结构爆炸图；图3为实施例2中的复合材料杆件的结构示意图；图4为实施例3中的复合材料杆件的结构示意图；图5为实施例3中的复合材料杆件的径向截面示意图；图6为实施例5中的复合材料杆件的局部结构爆炸示意图；图7为实施例5中的复合材料杆件的径向截面示意图；图8为当前第1页本文档来自技高网...
【技术保护点】
复合材料杆件，其特征在于，包括支撑体；所述支撑体的两端分别设有至少一个耳片；所述支撑体的外表面包覆有第一纤维增强材料层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：康艳祥，俞仁华，
申请(专利权)人：上海云逸民用航空科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。