CN109667817A - 一种碳纤维复合材料多通接头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维复合材料多通接头，所述多通接头包括一个主通管接头和多个支通管接头，所述主通管接头和支通管接头采用两瓣结构，所述支通管接头根据需要设于所述主通管接头的侧壁上和所述主通管连通，所述支通管接头的轴心线水平面和竖直面通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头之间设有夹角，所述支通管接头之间以及和所述主通管接头的连接处均设有加强板筋，所述支通管接头的***设有环向补强层。本发明公开的一种碳纤维复合材料多通接头，可以解决复杂桁架结构装配时，支通管无法***其两端相应接头的矛盾，同时，主通管接头和支通管接头的环向补强，可以满足多通接头在桁架结构中的复杂载荷要求。
Description
技术领域
本发明涉及管道接头领域，主要应用于航空、航天等领域复杂桁架结构，尤其涉及一种碳纤维复合材料多通接头。
背景技术
航空航天飞行器对轻质高强材料的要求越来越高，而碳纤维复合材料因具有上述特点，使其应用范围越来越广，桁架结构就是其中之一。
桁架结构具有净空间值高、在空间容易展开或装配、受运载器载荷舱尺寸限制小等优点，特别适合在大跨度甚至超大跨度结构中应用，如太阳能无人机桁架机身、飞艇支撑结构以及卫星支撑结构等。狭义的桁架结构是由直杆和接头组成的杆系结构。在实际的工程应用中，为了满足大跨度甚至超大跨度结构的载荷要求，需要更多的支通管结构对桁架结构进行支撑。从而使桁架结构对多通接头的需求越来越多。
然而，在桁架结构中，如果采用碳纤维复合材料整体多通接头，由于接头长度和支通管长度会产生干涉，会造成大部分支通管无法***相应的支通管接头。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一系列由分瓣结构组成的碳纤维复合材料多通接头，既能实现复杂桁架结构的装配，又能满足接头轻质高强的要求。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种碳纤维复合材料多通接头，所述多通接头包括一个主通管接头和多个支通管接头，所述主通管接头和支通管接头采用两瓣结构，所述支通管接头根据需要设于所述主通管接头的侧壁上和所述主通管连通，所述支通管接头的轴心线水平面和竖直面通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头之间设有夹角，所述支通管接头之间以及和所述主通管接头的连接处均设有加强板筋。
本发明的进一步改进在于：所述多通接头包括四通接头、五通接头、六通接头、七通接头和八通接头。
本发明的进一步改进在于：相邻两个所述支通管接头之间的夹角介于30°- 60°之间。
本发明的进一步改进在于：所述主通管接头的直径介于20mm-30mm，壁厚介于2.0mm-3.0mm，所述支通管接头的直径介于10mm-15mm，壁厚介于1.0mm-1.5mm。
本发明的进一步改进在于：所述两瓣结构由3/4瓣结构和1/4瓣结构通过湿法胶接和环向补强一体成型。
本发明的进一步改进在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用碳纤维预浸料非热压罐技术成型。
本发明的进一步改进在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用3k、6k或者12k碳纤维织物预浸料成型。
本发明的进一步改进在于：所述预浸料为低温、中温或者高温碳纤维预浸料，其纤维体积含量介于45%-65%。
本发明的有益效果是：该碳纤维复合材料多通接头既可以实现接头的轻质高强要求，又可以解决复杂桁架结构装配时，支通管无法***其两端相应接头的矛盾，同时，主通管接头和支通管接头的环向补强，可以满足多通接头在桁架结构中的复杂载荷要求。
附图说明
图1为本发明碳纤维复合材料多通接头五种类型。
图2为本发明碳纤维复合材料多通接头组成示意图；
图3为本发明某桁架结构碳纤维复合材料多通接头应用示意图；
其中：1-主通管接头，2-支通管接头，3-环向补强层，4-相邻支通管接头夹角α， 5-多通接头3/4瓣结构，6-多通接头1/4瓣结构，7-支通管接头轴心线水平面，8-支通管接头轴心线竖直面，9-某桁架结构，10-某桁架结构装配工装。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
附图1为碳纤维复合材料多通接头的五种类型，主要包括四通接头、五通接头、六通接头、七通接头和八通接头。
附图2为碳纤维复合材料六通接头组成示意图。一种碳纤维复合材料多通接头，所述多通接头包括一个主通管接头1和四个支通管接头2，所述主通管接头1和支通管接头2采用两瓣结构，所述支通管接头2根据需要分布设于所述主通管接头的侧壁上和且所述主通管接头1连通，其中一个支通管接头2垂直于所述主通管接头1设置，所述支通管接头2的轴心线水平面7和竖直面8通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头2之间设有夹角α4，夹角为30°，所述支通管接头2之间以及和所述主通管接头1的连接处均设有加强板筋11，其中所述主通管接头的直径为25mm，壁厚2.5mm，所述支通管接头的直径为12mm，壁厚为1.2mm。所述两瓣结构由3/4瓣结构和1/4瓣结构通过湿法胶接和环向补强一体成型。所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用碳纤维预浸料非热压罐技术成型。所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用6k碳纤维织物预浸料成型，所述预浸料为中温碳纤维预浸料，其纤维体积含量为55%。
附图3为某桁架结构碳纤维复合材料多通接头应用示意图。借助桁架结构装配工装10，通过湿法胶接可以实现桁架结构9杆系和多通接头的准确装配，环向补强层3可以满足桁架结构9的复杂载荷要求。
本实施例的有益效果是：该碳纤维复合材料多通接头既可以实现接头的轻质高强要求，又可以满足复杂桁架结构的无干涉装配和复杂载荷要求。
Claims (8)
1.一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述多通接头包括一个主通管接头和多个支通管接头，所述主通管接头和支通管接头采用两瓣结构，所述支通管接头根据需要设于所述主通管接头的侧壁上和所述主通管连通，所述支通管接头的轴心线水平面和竖直面通过主通管接头的轴心线且相互垂直，位于同一侧的相邻两个支通管接头之间设有夹角，所述支通管接头之间以及和所述主通管接头的连接处均设有加强板筋，所述支通管接头的***设有环向补强层。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述多通接头包括四通接头、五通接头、六通接头、七通接头和八通接头。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：相邻两个所述支通管接头之间的夹角介于30°- 60°之间。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述主通管接头的直径介于20mm-30mm，壁厚介于2.0mm-3.0mm，所述支通管接头的直径介于10mm-15mm，壁厚介于1.0mm-1.5mm。
5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述两瓣结构由3/4瓣结构和1/4瓣结构通过湿法胶接和环向补强一体成型。
6.根据权利要求5所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用碳纤维预浸料非热压罐技术成型。
7.根据权利要求5所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述3/4瓣结构和1/4瓣结构采用3k、6k或者12k碳纤维织物预浸料成型。
8.根据权利要求7所述的一种碳纤维复合材料多通接头，其特征在于：所述预浸料为低温、中温或者高温碳纤维预浸料，其纤维体积含量介于45%-65%。
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