分享好友 行业资讯首页 频道列表

碳纤维材料不同连接方式的优缺点介绍

2020-12-02 16:104000
 复合材料连接有多种连接方法,需要根据应用于不同连接区域的载荷特点等进行选择。现阶段碳纤维复合材料连接共存在5种方法:机械连接、胶接连接、缝合连接、Z-Pin连接以及混合连接。
  (而目前结构连接传递载荷应用多的就要数机械连接和胶接连接。缝合连接和Z-Pin连接仅作为一种辅助手段,提高连接的抗剥离应力的能力。为让大家更好的了解胶接连接和机械连接,下面邀请挪恩复材的陈工来介绍一下胶接连接和机械连接的连接形式和两种连接方式的优缺点。
  胶接连接
  胶接连接是用胶粘剂将两个或多个构件连接在一起。如今,胶接一般分为3类:共固化、共胶接和二次胶接。但我们平时所说胶接一般指二次胶接或者共胶接,共固化预成型胶接的性能远优于共胶接的性能。
  胶接连接形式主要可分为两大类:平面型搭接和正交形式的连接。平面型搭接构型主要承受面内拉伸载荷,胶层承受剪力,大多用于飞行器结构中的板类构件之间的连接;正交型搭接构型以承受面外拉伸载荷为主,通常称为拉脱载荷,主要用于板类构件与梁、肋、桁条等的连接。
  机械连接
  机械连接是使用机械方法,通常采用螺栓和铆钉,将两个或者多个被连接构件连接在一起的方法。飞机结构中常用的机械连接主要包括螺栓、铆钉、盲紧固件和环槽铆钉连接等。碳纤维复合材料结构的机械连接存在多种连接形式,按照其紧固件的受力不同可以分为单剪和双剪两类;按照连接中有无搭接板起连接过渡作用,分为搭接和对接;每种连接形式都会存在一种对应的斜削连接形式。
  碳纤维复合材料机械连接形式的选择应注意:单剪搭接的形式会存在一定的弯曲变形,会减小连接强度、降低连接效率,因此,连接设计宜采用双剪连接形式;由于存在弯曲应力,对于不对称的单搭接连接结构,应利用多排钉连接,并增大排距;碳纤维树脂基复合材料多排紧固件连接时存在载荷分配的严重不均匀,应注意不宜使用钉排数过多的结构形式。
  在多钉连接结构中,为提高结构的连接强度,特别是疲劳强度,螺栓孔的位置尽量采用平行排列,避免交错排列;合理设计变厚度板的斜削型连接可以提高连接结构的承载能力,而斜削连接形式设计不合理时会使承载能力降低。
  胶接连接的优缺点
  优点:
  1、有阻止裂纹扩展的作用,破坏安全性好
  2、不存在制孔引起的强度下降
  3、没有腐蚀问题,能获得光滑的气动外形
  4、抗疲劳、减振、密封及绝缘性能好
  5、不使用紧固件,结构轻,制造成本低
  缺点:
  1、需要提前对胶接表面进行特殊处理,并且被胶接接件之间精度要求较高,需加温加压固化设备,修补较为困难
  2、胶接是永久连接,胶接后不可拆卸,材料回收再利用困难
  3、强度分散性大,剥离强度较低,且难以胶接较厚的结构和传递大的载荷
  4、连接效果难以控制,可靠性差
  机械连接优缺点
  优点:
  1、在制造、维修和更换中可再重复装配和拆卸
  2、受到环境的影响较小,且没有厚度限制
  3、可靠性较高,便于检查连接效果
  4、对零件表面无特殊要求,对剥离应力不敏感
  缺点:
  1、钢紧固件与复合材料接触存在电偶腐蚀问题
  2、制孔会损伤复合材料,且孔边存在应力集中,降低了连接强度
  3、为弥补制孔引起的强度下降,进行局部加强,但会造成结构质量增加
  4、与之配合的金属件易于疲劳,制造成本也相对较高。 胶接连接与机械连接都存在各自的优缺点,大家在选择连接方式时一定要根据产品的实际需求进行考量,选择适合自身产品的连接方式。
反对 0
举报 0
收藏 0
打赏 0
评论 0
【报告嘉宾】低空飞行器复合材料成形装备及其自动化
阐述低空飞行器典型制件生产工艺,讲解复合材料模压成形装备及自动化实施方案,探索模压成形装备与自动化发展方向。

0评论2026-04-01121

【报告嘉宾】低空飞行器用泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究
针对低空飞行器对结构功能一体化、轻量化及高效成型的核心需求,本文开展泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究。直面传统泡沫夹芯复材界面性能弱、Z 向强度低、成型工艺不兼容等瓶颈,开发高性能自膨胀环氧泡沫树脂体系,攻克泡沫填充蜂窝隔声、电磁屏蔽-隔热一体化成型技术,创新腹板 / 嵌件增强结构设计方法。通过自膨胀泡沫辅助模压一体化成型工艺,实现复杂结构一步成型,研制的复合材料部件成功应用于低空无人机机臂、新能源汽车电池箱等产品,为低空飞行器轻量化、多功能化发展提供关键材料与工艺支撑。

0评论2026-04-01115

碳纤维硬核赋能航天!爱思达配套力箭二号首飞圆满成功
此次发射成功,也为爱思达5200mm全碳纤维复合材料整流罩系列产品制造注入动力。该系列产品聚焦更高性能目标,设计端较金属方案减重15%以上,将为我国商业航天重大任务提供强劲动能。

0评论2026-04-01117

【报告嘉宾】碳纤维复材赋能低空装备:材料-装备-应用一体化实践
围绕低空经济发展需求,分享企业在碳纤维复合材料、核心成型装备及结构部件的一体化研发与制造经验。重点介绍从材料体系、专用装备到高性能部件批量生产的全链条解决方案,以成熟制造技术助力低空飞行器轻量化、高可靠与产业化落地。

0评论2026-03-31119

中复神鹰携手国检集团,共促碳纤维行业高质量发展!
近日,国检集团党委副书记、总经理陈璐一行到访中复神鹰。中复神鹰党委书记、董事长张健热情接待了来访嘉宾,双方相关业务负责人

0评论2026-03-31116

定制化赋能复材加工 凯博数控提供全流程数控解决方案
宁波市凯博数控机械有限公司Ningbo Kaibo CNC Machinery Co., Ltd.简写:凯博数控 KAIBO CNC公司简介宁波市凯博数控机械有限公司

0评论2026-03-31214

瑞吉碳纤维产业园项目签约仪式在共青城市举行
2026年3月28日,瑞吉碳纤维产业园项目签约仪式在共青城市隆重举行。九江市委副书记、市长蒋文定出席仪式并致辞,副市长、九江经

0评论2026-03-31117

复材网直击CIBS2026:见证船艇盛会,赋能复材船艇产业协同发展
2026年3月29日,上海旅游产业博览会旗下-2026中国(上海)第二十九届国际船艇及其技术设备展览会暨上海国际公务艇展览会(下简称CIB

0评论2026-03-30120

朝鲜进行大功率碳纤维固体燃料发动机地上点火试验
新华社平壤9月9日电(记者冯亚松 王超)据朝中社9日报道,朝鲜导弹总局与其下属的化学材料研究院8日进行了大功率碳纤维固体燃料

0评论2026-03-30116

短循环闭环再突破!Epsilon与Nova Carbon 推出高回收碳纤维拉挤工业横梁
法国Epsilon Composite公司与Nova Carbon公司合作开发了一系列碳纤维拉挤设备横梁,产品中回收碳纤维(rCF)占比超 30%,回收原料直接取自Epsilon Composite 生产过程中产生的边角废料。横梁经金属板装配与精密加工后,可满足严苛的几何公差要求,将集成应用于客户的工业机械设备中。

0评论2026-03-30120