碳纤维管的连接方式一般有三种:胶粘连接、机械连接、混合连接,目前用的较多的是胶粘连接,但由于胶接强度分散性大、剥离强度低等缺陷,对于承载载荷较大的部位,主要采用机械连接方式。
(1)连接形式及其选择:依据受力形式可分为双搭接和单搭接。双搭接连接形式产生的附加弯矩较小,比较推荐使用。有时也采用楔形(变厚度或变宽度连接板)连接,楔形连接在多排紧固件连接时可以减缓边缘紧固件上的过大载荷。
(2)连接几何参数的选择:合适的参数可以有效地减少应力集中,提高连接处的连接强度,参数主要包括间距、端距、行距、孔径、边距和厚度。
(3)紧固件的选择:紧固件主要分螺栓、铆钉两大类,螺栓用于可拆卸的结构连接部位,而铆钉则用于不可拆卸的结构处,铆钉在碳纤维复合材料上可应用的厚度范围较小,一般为1-3mm,且强度较低,所以尽可能采用压铆。钛合金或不锈钢紧固件则不建议进行装配。
一般来说 ,在任何载荷作用下,对于各种形式的破坏,都不应使连接面发生拉伸或剪切拉脱破坏,而应使接头产生挤压破坏,机械连接接头强度要高于构件的强度,至少为同量级。在适当选择边距和端距的条件下,主要应满足挤压强度和拉脱强度的要求。
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