[發(fā)明專利]一種以拉擠型材為芯材的復(fù)合材料組合柱

在審

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• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111186150A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方海;楊來運;劉偉慶;韓娟;祝露
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C69/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發(fā)明公開了一種以拉擠型材為芯材的復(fù)合材料組合柱，包括拉擠型材，復(fù)合材料纖維腹板和復(fù)合材料面層，所述拉擠型材沿截面方向包裹纖維布并組合連接，構(gòu)成截面形狀為多邊形截面、圓形截面或空心截面，所述復(fù)合材料面層沿組合構(gòu)件表面整體包裹粘結(jié)，所述粘結(jié)方式采用樹脂真空導(dǎo)入工藝或樹脂手糊工，所述復(fù)合材料纖維腹板為拉擠型材間纖維布與樹脂混合而成，所述復(fù)合材料面層為拉擠型材外層纖維布與樹脂混合而成。極大提高面層與拉擠型材的抗剝離能力和協(xié)同工作能力，顯著增強拉擠型材的抗壓強度、屈曲強度，同時靈活組合截面形狀，解決復(fù)合材料拉擠成型工藝無法制造復(fù)雜截面的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體地說是一種具有高比強度、比剛度和耐腐蝕性地格構(gòu)增強拉擠型材受壓構(gòu)件，尤其適合于截面復(fù)雜，強度要求高，所處環(huán)境腐蝕性強的柱構(gòu)件

背景技術(shù)

復(fù)合材料拉擠型材由于其特有的成型工藝及明顯的各項異性特點，使得其橫向受力性能較弱，在外荷載作用下，容易沿拉擠方向發(fā)生局部屈曲或劈裂破壞，從而不能充分發(fā)揮復(fù)合材料的強度。環(huán)向包裹復(fù)合材料纖維布雖然可以改善其缺陷，但由于界面粘結(jié)性能較差，荷載作用下易發(fā)生剝離破壞，材料強度利用率低。此外，現(xiàn)有拉擠成型工藝受技術(shù)限制，無法制造復(fù)雜截面，在工程中使用當(dāng)中受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種抗壓強度高、屈曲強度高、界面粘結(jié)強度高、界面布置靈活的以拉擠型材為芯材的復(fù)合材料組合柱

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種以拉擠型材為芯材的復(fù)合材料組合柱，包括拉擠型材、復(fù)合材料纖維腹板和復(fù)合材料面層；

所述拉擠型材作為復(fù)合材料組合柱的芯材，拉擠型材沿截面方向包裹纖維布并組合連接成組合構(gòu)件，纖維布與樹脂混合構(gòu)成復(fù)合材料纖維腹板，纖維布為單層，雙層或多層，拉擠型材為單腔型或多腔型，形狀為三角形、矩形、梯形或弧形；所述拉擠型材截面形狀為多邊形截面、圓形截面或空心截面；空心截面中填充發(fā)泡泡沫、木材或混凝土以形成一種實心的型材；

所述復(fù)合材料面層沿所述組合構(gòu)件表面進行包裹粘結(jié)。

作為優(yōu)選，所述拉擠型材由基體材料(不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂)、增強材料(連續(xù)玻璃纖維、縫編氈、復(fù)合氈、連續(xù)氈、尼克氈、聚酯表面氈、復(fù)合表面氈)和輔助材料(脫模劑、固化劑、低收縮添加劑以及填料)組成。

作為優(yōu)選，每層所述纖維布所用的纖維采用單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維或者雜交纖維，最好為玻璃纖維，高性價比適用于工程

作為優(yōu)選，所述粘結(jié)方式采用樹脂真空導(dǎo)入工藝或樹脂手糊工藝。

作為優(yōu)選，所述樹脂真空導(dǎo)入工藝及樹脂手糊工藝所用的樹脂采用不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂，最好為不飽和樹脂。

作為優(yōu)選，所述空心截面中填充最好為混凝土，易于填充。

有益效果：本發(fā)明以復(fù)合材料拉擠型材為芯材，采用真空導(dǎo)入技術(shù)，靈活布置截面形狀，將復(fù)合材料面層、復(fù)合材料纖維腹板與拉擠型材(芯材)整體一次成型，解決復(fù)合材料拉擠成型工藝無法制造復(fù)雜截面的問題，極大提高面層與拉擠型材(芯材)的抗剝離能力和協(xié)同工作能力，顯著增強拉擠型材(芯材)的抗壓強度和屈曲強度，同時拉擠型材(芯材)空心截面便于多種材料二次填充，結(jié)構(gòu)受力性能具有多樣性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1截面為四邊形的復(fù)合材料空心管格構(gòu)柱示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1纖維拉擠矩形管示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2截面為圓形的復(fù)合材料空心管格構(gòu)柱示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例2維拉擠弧形管示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例3截面為六邊形的復(fù)合材料空心管格構(gòu)柱示意圖；