[發(fā)明專利]一種新型z-pin技術(shù)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384432.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108099224A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李成虎;韓觀林;胡蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42;B32B3/06;B29L9/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發(fā)明公開了一種新型z?pin技術(shù)。所述新型z?pin技術(shù)包括：新型z?pin、新型z?pin成型工藝、新型z?pin的具體應(yīng)用。新型z?pin是通過在傳統(tǒng)z?pin的表面增加一些凹槽制成，新型z?pin的制作采用模壓成型工藝，新型z?pin的具體應(yīng)用主要包括新型z?pin增強T型接頭、新型z?pin增強帶有螺栓孔的層合板、新型z?pin增強復合材料蒙皮加筋圓柱殼、新型z?pin增強復合材料蒙皮加筋平板。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種新型z-pin技術(shù)，屬于復合材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

層合復合材料的層間韌性較差，層合板之間的連接強度較低是其重要缺點之一，這造成層合板在一些情況發(fā)生分層破壞，例如，層合板在較低的能量沖擊下，易發(fā)生層間分層破壞；層合板的孔洞周邊受到螺栓擠壓時，也易發(fā)生層間分層破壞。層合板之間的連接強度較低使得復合材料的連接成了復合材料應(yīng)用的一個大問題，怎樣去解決這個問題是復合材料應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。

z-pin增強復合材料層合板的層間性能，主要是通過z-pin與基體間的摩擦和粘接來實現(xiàn)。z-pin橋聯(lián)力的大小與z-pin圓柱表面面積密切相關(guān)，在一定范圍內(nèi)z-pin的表面積越大，z-pin與基體的摩擦面積和粘接面積就越大，則z-pin橋聯(lián)力也越大。z-pin的表面面積與z-pin表面形狀相關(guān)。眾所周知，直紋釘比普通釘子有更大的表面積，其與物體有更大的接觸面積，因此它與物體之間有更大的摩擦力和聯(lián)接力。類似的道理，z-pin的表面加一些凹槽可以有效增大z-pin的表面積，以此增大z-pin橋聯(lián)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種新型z-pin技術(shù)，主要目的在于增強復合材料層合板的層間性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：一種新型z-pin技術(shù)，包括：新型z-pin、新型z-pin成型工藝、新型z-pin的具體應(yīng)用。新型z-pin是通過在傳統(tǒng)z-pin的表面增加一些凹槽制成，新型z-pin的制作采用模壓成型工藝，新型z-pin的具體應(yīng)用包括新型z-pin增強T型接頭、新型z-pin增強帶有螺栓孔的層合板、新型z-pin增強復合材料蒙皮加筋圓柱殼、新型z-pin增強復合材料蒙皮加筋平板。

進一步地，新型z-pin表面凹槽的形狀用凹槽橫截面邊界曲線定義，新型z-pin包括圓弧凹槽z-pin、拋物線凹槽z-pin、正弦曲線凹槽z-pin。

進一步地，制作新型z-pin的模具為橫截面中間開孔的四棱柱，其開孔橫截面為正方形，孔的形狀為新型z-pin的橫截面形狀，開孔四棱柱可對稱均分為四等份。

本發(fā)明的有益效果是：新型z-pin的表面加一些凹槽可以有效增大新型z-pin與基體材料接觸的表面積，以此增大新型z-pin橋聯(lián)力，增強復合材料層合板的層間性能。改變新型z-pin的凹槽形狀、凹槽分布密度、凹槽深度等參數(shù)，可改變新型z-pin的橋聯(lián)力，因此應(yīng)用新型z-pin技術(shù)的層合復合材料具有很好的層間強度可設(shè)計性。

附圖說明

圖1是三種不同截面形狀的新型z-pin的立體示意圖。

圖2是新型z-pin的三種不同截面形狀示意圖。

圖3是制作圓弧曲線凹槽z-pin的模具的立體示意圖。

圖4是新型z-pin與復合層合板材料成型后的立體示意圖。

圖5新型z-pin增強T型接頭的立體示意圖。

圖6新型z-pin增強帶有螺栓孔的層合板立體示意圖。

圖7新型z-pin增強復合材料蒙皮加筋圓柱殼立體示意圖。

圖8新型z-pin增強復合材料蒙皮加筋平板立體示意圖。