【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轻量化复合材料连接，具体而言，尤其涉及一种嵌合结构cfrtp连接工艺。
技术介绍
1、cfrtp是指连续纤维增强热塑塑料。热塑性纤维增强材料因为其具有的轻质、高比模量、高比强度、耐腐蚀等优良性能，已经在航空航天、汽车工业、风力发电和体育休闲器械等领域有非常广泛的应用。
2、传统复合材料连接有胶接和机械连接两种。胶接通过在母材之间添加胶接剂，依靠胶接剂与母材之间的吸附力实现材料之间的连接，但其受到环境影响较大，尤其温度、光照和湿度对接头的老化程度有直接的关系。机械紧固法是使用额外的夹紧件形成有效接头的一种连接方法，机械紧固件连接过程，机械紧固件对复合材料施加压力，复合材料首先通过层板之间的摩擦力传递载荷。当拉压载荷足够大时，复合板通过机械紧固件的剪切传递载荷。通过摩擦力传递载荷可以有效降低复合板开孔处的破坏，提高接头的连接质量，但是复合层板摩擦系数低，过大的施加压力又会导致复合层板表面的压溃失效。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中cfrtp螺栓连接过程中摩擦系数小，无法提供足够的摩擦力导致连接质量差的技术问题，而提供一种嵌合结构cfrtp连接工艺。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种嵌合结构cfrtp连接工艺，具体包括以下步骤：
4、s1、通过连续纤维3d打印机在cfrtp的连接区域打印三维嵌合结构
5、所述三维嵌合结构包括若干由中心向外侧同心设置的圆环ⅱ，相邻两个所述圆环ⅱ之间为嵌合间隙ⅱ；所述
6、s2、对cfrtp热处理
7、对具有所述三维嵌合结构的cfrtp进行热处理，加热温度为低于cfrtp基体的熔融温度10～20℃；
8、s3、通过金属3d打印制作金属嵌合构件
9、所述金属嵌合构件为能够与所述三维嵌合结构相互嵌合的圆形镂空结构，包括若干由中心向外侧同心设置的圆环ⅰ，相邻两个所述圆环ⅰ之间为镂空的嵌合间隙ⅰ，所述金属嵌合构件中心设置有螺栓孔ⅰ；所述金属嵌合构件还设置有用于连接各所述圆环ⅰ的加强部ⅰ，所述加强部ⅰ为相对于所述圆环ⅰ上表面凹陷的结构；
10、s4、连接
11、将步骤s3制作的所述金属嵌合构件放置于经过步骤s1和步骤s2处理过的两个所述cfrtp的连接区域之间，使所述螺栓孔ⅱ与所述螺栓孔ⅰ相互对齐，通过在所述螺栓孔ⅱ和所述螺栓孔ⅰ安装螺栓和螺母将两个所述cfrtp与所述金属嵌合构件相连接，并使两个所述cfrtp的所述三维嵌合结构分别与所述金属嵌合构件相互嵌合。
12、进一步地，所述三维嵌合结构沿径向设置有关于所述螺栓孔ⅱ对称的两个所述加强部ⅱ；所述金属嵌合构件沿径向设置有关于所述螺栓孔ⅰ对称的两个所述加强部ⅰ。
13、进一步地，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环ⅰ与所述嵌合间隙ⅱ相互嵌合，所述圆环ⅱ与所述嵌合间隙ⅰ相互嵌合。
14、进一步地，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环ⅰ与所述嵌合间隙ⅱ之间为过盈配合，所述圆环ⅱ与所述嵌合间隙ⅰ之间为过盈配合。
15、进一步地，所述三维嵌合结构的树脂基体种类与所述cfrtp基体一致，步骤s2热处理后所述三维嵌合结构与所述cfrtp基体能够熔融并固化为一个整体。
16、进一步地，所述金属嵌合结构件进行了高温退火处理。
17、进一步地，所述金属嵌合构件的厚度为所述三维嵌合结构厚度的两倍。
18、进一步地，两个所述cfrtp的所述三维嵌合结构之间通过机械紧固件相连接，或者通过胶结，或者通过机械紧固件与胶结相结合的混合连接。
19、进一步地，所述圆环ⅱ的宽度不小于所述圆环ⅰ的宽度。
20、进一步地，所述cfrtp为尼龙6基体的连续碳纤维增强树脂层板。
21、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
22、本专利技术提供的cfrtp连接工艺，通过在被连接的复合材料层板接触处增设特定的嵌合结构实现相互嵌合的目的，有效解决复合层板表面摩擦系数小在连接过程中无法提高足够摩擦力的问题；本专利技术中，复合层板通过表面嵌合结构实现相互的嵌合，复合层板通过嵌合结构传递载荷，能降低在承载过程中机械紧固件对复合层板的破坏提高接头质量和稳定性。
23、基于上述理由本专利技术可在轻量化复合材料连接领域广泛推广。
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1.一种嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构沿径向设置有关于所述螺栓孔Ⅱ对称的两个所述加强部Ⅱ；所述金属嵌合构件沿径向设置有关于所述螺栓孔Ⅰ对称的两个所述加强部Ⅰ。
3.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环Ⅰ与所述嵌合间隙Ⅱ相互嵌合，所述圆环Ⅱ与所述嵌合间隙Ⅰ相互嵌合。
4.根据权利要求3所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环Ⅰ与所述嵌合间隙Ⅱ之间为过盈配合，所述圆环Ⅱ与所述嵌合间隙Ⅰ之间为过盈配合。
5.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构的树脂基体种类与所述CFRTP基体一致，步骤S2热处理后所述三维嵌合结构与所述CFRTP基体能够熔融并固化为一个整体。
6.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述金属嵌合结构件进
7.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述金属嵌合构件的厚度为所述三维嵌合结构厚度的两倍。
8.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，两个所述CFRTP的所述三维嵌合结构之间通过机械紧固件相连接，或者通过胶结，或者通过机械紧固件与胶结相结合的混合连接。
9.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述圆环Ⅱ的宽度不小于所述圆环Ⅰ的宽度。
10.根据权利要求1所述的嵌合结构CFRTP连接工艺，其特征在于，所述CFRTP为尼龙6基体的连续碳纤维增强树脂层板。
...【技术特征摘要】
1.一种嵌合结构cfrtp连接工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的嵌合结构cfrtp连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构沿径向设置有关于所述螺栓孔ⅱ对称的两个所述加强部ⅱ；所述金属嵌合构件沿径向设置有关于所述螺栓孔ⅰ对称的两个所述加强部ⅰ。
3.根据权利要求1所述的嵌合结构cfrtp连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环ⅰ与所述嵌合间隙ⅱ相互嵌合，所述圆环ⅱ与所述嵌合间隙ⅰ相互嵌合。
4.根据权利要求3所述的嵌合结构cfrtp连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构与所述金属嵌合构件相互嵌合时，所述圆环ⅰ与所述嵌合间隙ⅱ之间为过盈配合，所述圆环ⅱ与所述嵌合间隙ⅰ之间为过盈配合。
5.根据权利要求1所述的嵌合结构cfrtp连接工艺，其特征在于，所述三维嵌合结构的树脂基体种类与...
【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，赵云景，张广武，马俊元，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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