[發(fā)明專利]碳纖維復(fù)合材料承力桿及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911381633.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN111043115A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅海波;李欣;何小輝;王梓橋;何澤青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): F16B7/00
• 分類號(hào): F16B7/00;F16B7/18;F16B9/02;F16S3/00;B29C70/34;B64B1/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

1.一種碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，包括基軸以及兩個(gè)預(yù)埋管接頭，所述基軸的外側(cè)壁設(shè)有第一纖維束纏繞層；所述基軸包括中間段以及兩端的連接段，所述預(yù)埋管接頭套接于所述連接段對(duì)應(yīng)的所述第一纖維束纏繞層外，所述中間段對(duì)應(yīng)的所述第一纖維束纏繞層外還設(shè)有第二纖維束纏繞層；所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的外表面共同覆設(shè)有第三纖維束纏繞層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述預(yù)埋管接頭的外表面在軸向上構(gòu)造有多個(gè)環(huán)向凹槽，并在周向上構(gòu)造有多個(gè)縱向凹槽；所述預(yù)埋管接頭的外表面對(duì)應(yīng)的所述第三纖維束纏繞層包括由內(nèi)向外依次交替疊設(shè)的多個(gè)第一縱向纖維束子層和多個(gè)環(huán)向纖維束子層，所述第一縱向纖維束子層設(shè)于所述縱向凹槽內(nèi)，所述環(huán)向纖維束子層設(shè)于所述環(huán)向凹槽內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述第二纖維束纏繞層的外表面對(duì)應(yīng)的所述第三纖維束纏繞層包括由內(nèi)向外依次疊設(shè)的多個(gè)第二縱向纖維束子層，所述第一縱向纖維束子層與所述第二縱向纖維束子層相接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述第一縱向纖維束子層的纖維絲束的纏繞角為0°～40°；所述環(huán)向纖維束子層的纖維絲束的纏繞角為80°～90°。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述預(yù)埋管接頭朝向所述基軸的端部的外緣直徑大于所述預(yù)埋管接頭背離所述基軸的端部的外緣直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述預(yù)埋管接頭的朝向所述基軸的端部的外緣與所述預(yù)埋管接頭的背離所述基軸的端部的外緣之間的錐角為0.4°～0.6°。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿，其特征在于，所述預(yù)埋管接頭的外表面對(duì)應(yīng)的所述第三纖維束纏繞層的厚度由朝向所述基軸的端部至遠(yuǎn)離所述基軸的端部逐漸增大，以使所述第三纖維束纏繞層的外徑均勻一致。

8.一種制造如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的碳纖維復(fù)合材料承力桿的制造方法，其特征在于，包括：

在基軸的外表面沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束，以形成第一纖維束纏繞層；

在所述基軸的兩端的連接段分別套接一個(gè)預(yù)埋管接頭，所述預(yù)埋管接頭的內(nèi)表面與所述第一纖維束纏繞層的外表面膠接；

在所述基軸的中間段沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束，以形成第二纖維束纏繞層，直至所述第二纖維束纏繞層的外徑等于所述預(yù)埋管接頭朝向所述基軸的端部的外緣直徑；

在所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的外表面沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束，以形成第三纖維束纏繞層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的外表面沿所述基軸的軸線螺旋纏繞纖維絲束，以形成第三纖維束纏繞層，進(jìn)一步包括：

在所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的縱向凹槽內(nèi)沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束，直至第一縱向纖維束子層的層數(shù)達(dá)到第一預(yù)設(shè)層數(shù)后，在所述預(yù)埋管接頭的環(huán)向凹槽內(nèi)沿所述預(yù)埋管接頭的周向纏繞纖維絲束，直至環(huán)向纖維束子層的層數(shù)達(dá)到第二預(yù)設(shè)層數(shù)后，對(duì)所述環(huán)向纖維束子層進(jìn)行勒緊處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述基軸的中間段沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束之后，在所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的外表面沿所述基軸的軸線螺旋纏繞纖維絲束之前，還包括：

對(duì)所述預(yù)埋管接頭的縱向凹槽和環(huán)向凹槽作噴砂處理，并注入膠黏劑；

并在所述第二纖維束纏繞層的外表面和所述預(yù)埋管接頭的外表面沿所述基軸的軸線螺旋往復(fù)纏繞纖維絲束之后，進(jìn)行吸膠處理，進(jìn)行上布袋共固化操作。