碳纤维复合材料机械连接技术研究
江苏博实科技：碳纤维复合材料有多种连接方式，在应用的过程中需要根据不同的连接区域的载荷来进行选择，常用的碳纤维复合材料连接方式有胶接、机械连接和混合连接等，今天主要来讲一下机械连接的基本知识点。
一、机械连接的连接形式
碳纤维复合材料的机械连接形式根据受力形式可以分为单剪和双剪两种按照有无起连接作用的搭接板主要有对接和搭接两类其中每类又分为等厚度和变厚度连接两种情况。
选择复合材料的连接形式时应注意以下原则:
1、单剪连接会产生附加弯曲从而造成接头承载能力的减小和连接效率的降低因此连接设计尽可能选择。
2、双剪连接尽可避免选用单剪连接;
3、若采用单剪连接等不对称的连接形式则应采用排距尽可能大的多排紧固件,使偏心加载引起的弯曲应力降低的最小;
4、由于碳纤维复合材料的塑形较差会造成多排紧固件连接载荷分配不均匀,因此设计多钉连接形式时应尽可能选用不多于两排紧固件的连接形式。紧固件尽可能选用平行排列避免交错排列，以提高连接强度。
5、合理的斜削型连接可以提高连接强度但是若设计不合理斜削型接头的承载能力反而比等厚度连接的还差。设计的关键是斜削搭接板厚度和紧固件直径的选择。
二、机械连接接头强度的影响因素
影响机械连接接头强度的因素主要有以下几种:
1、材料参数包括碳纤维材料的强度、取向及形式(单向带、编织布)树脂类型、纤维体积含量及铺层顺序等;
2、机械连接的几何参数如搭接或对接、单剪或双剪等连接形式排距/孔径、列距/孔径、端距/孔径、边距/孔径、厚度/孔径等几何尺寸孔的排列方式等;
3、紧固件参数螺栓、抽钉铆钉、凸头或沉头等紧固件类型，紧固件及垫圈的尺寸拧紧力矩和孔的配合精度等;
4、载荷因素包括静载荷、动载荷或疲劳载荷等不同的载荷类型载荷的方向,加载的速率等;环境因素湿度、温度、介质等。
机械连接的优点众多，如不需要进行表面处理、容易拆卸、容易检测、不受高湿度和热循环影响等优势，可以提高碳纤维的加工成本。值得注意的是：碳纤维复合材料的脆性很大，在加工的过程中需要格外的注意。