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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115930015A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211564758.9(22)申请日2022.12.07(71)申请人核工业理化工程研究院地址300180天津市河东区津塘路168号(72)发明人杨子龙舒朝霞张悦(74)专利代理机构天津市宗欣专利商标代理有限公司12103专利代理师蔡晓燕(51)Int.Cl.F16L27/103(2006.01)F16L47/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构及其成型方法(57)摘要本发明公开了一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,包括多节圆管和用于连接相邻圆管的金属圆环;所述金属圆环的外缘向外延伸形成有台肩,所述台肩的壁厚大于所述金属圆环的壁厚;所述圆管上设有止口,所述金属圆环通过所述台肩加胶过盈装配在所述圆管的止口上,所述圆管和所述金属圆环的连接处缠绕有复合材料层。本发明解决了传统连接结构其连接强度低、结构密封性差等问题,同时具有良好的装配工艺性,可以在装配过程中避免金属圆环的损伤。CN115930015ACN115930015A权利要求书1/1页1.一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:包括多节圆管和用于连接相邻圆管的金属圆环;所述金属圆环的外缘向外延伸形成有台肩,所述台肩的壁厚大于所述金属圆环的壁厚;所述圆管上设有止口,所述金属圆环通过所述台肩加胶过盈装配在所述圆管的止口上,所述圆管和所述金属圆环的连接处缠绕有复合材料层。2.如权利要求1所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述止口的长度为400~600m,壁厚为5~6mm。3.如权利要求1所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述台肩的长度为所述圆管的总长度的20%~30%,所述台肩的壁厚相比所述圆管的止口增厚1~3mm。4.如权利要求1所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述金属圆环主体采用高强度的铝合金、钛合金或结构钢制成。5.如权利要求1所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述复合材料层包括依次缠绕在所述金属圆环与所述圆管的连接处的玻璃纤维环向层、玻璃纤维角度层和碳纤维环向层。6.根据权利要求5所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述玻璃纤维环向层的厚度为2~4mm,环向90°缠绕覆盖所述金属圆环与所述圆管的连接处,缠绕张力在50~100N,按一定比例逐层张力递减以达到各层剩余张力相同的效果。7.根据权利要求5所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述玻璃纤维角度层的厚度为1~3mm,按一定角度缠绕覆盖在所述玻璃纤维环向层的外侧。8.根据权利要求7所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述玻璃纤维角度层的缠绕角度为50°~80°。9.根据权利要求5所述的一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构,其特征在于:所述碳纤维环向层的厚度为5~10mm,环向90°缠绕覆盖在所述玻璃纤维角度层的外侧,缠绕张力40~180N,按一定比例逐层张力递减以达到各层剩余张力相同的效果。10.一种权利要求5所述的复合材料薄壁圆管的柔性连接结构成型方法,其特征在于:包括以下步骤:S101:在所述圆管的止口上涂胶,将一节所述圆管套装在芯模上,通过辅助夹具推动所述金属圆环的台肩,将所述金属圆环加胶过盈装配在所述圆管的止口上,然后在芯模上推入另一节圆管;S102:等待涂胶固化;S103:在所述金属圆环与所述圆管的连接处依次缠绕玻璃纤维环向层、玻璃纤维角度层和碳纤维环向层,固化后形成连接所述金属圆环与所述圆管的柔性连接结构。2CN115930015A说明书1/5页一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构及其成型方法技术领域[0001]本发明属于机械结构的技术领域,特别是一种复合材料薄壁圆管的柔性连接结构。背景技术[0002]当前先进机械结构设计中,为了获得更好的结构强度,机械主体结构经常使用高比强度的复合材料。相比于传统的金属结构,能够满足更严苛载荷环境下的使用需求。但是,受到材料和工艺水平限制,这类机械结构中各部件之间的连接仍然较多使用金属部件,存在复合材料与金属两种不同材料之间的连接配合问题,也称为柔性连接问题。复合材料圆管作为一种典型的机械部件,为了达到预期的功能要求,经常采用多节圆管连接;为了使多节复合材料圆管组成的整体具有良好的强度、刚度和变形协调性能,复合材料圆管之间柔性连接结构设计就显得尤为重要。[0003]解决上述技术问题的难度在于:[0004]复合材料圆管之间的连接较多采用金属圆环,这种连接设计需要解决三项关键技术问题。一是具有足够的连接强度,传统连接方案通常采用简单的对