[实用新型]一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构

权利要求书

1.一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述连接结构包括复材中空杆（1）、主金属接头（2）和副金属接头（3）；主金属接头（2）和副金属接头（3）均为空心结构，通过自锁螺纹（4）连接，构成中间粗、两端细的纺锤构型；复材中空杆（1）可通过将复合材料铺覆在主金属接头（2）和副金属接头（3）构成的纺锤型结构上固化形成；自锁螺纹（4）连接主金属接头（2）和副金属接头（3）同时使复材中空杆连接区域内部产生预紧力；纺锤构型由粗向细变化部分的截面为梯形，两梯形的夹角由连接结构截面需要承载的载荷大小来设置。

2.如权利要求1所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，两梯形斜边与竖直面夹角分别为θ1和θ2，根据所述连接结构截面需要承载的载荷大小来设置θ1和θ2；计算公式如下：

；

其中，P，金属接头所受载荷，单位为；E₂ 为复材的环向模量，z为金属接头受力后的移动距离；x为连接结构截面的坐标。

3.如权利要求1所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，复合材料中空杆固化后通过自锁螺纹反向拧紧。

4.如权利要求1所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述主金属接头包括五部分；

所述五部分分别为第一圆柱体、第一圆锥体、第二圆柱体、第二圆锥体和第三圆柱体；

第二圆柱体的两端分别与第一圆锥体直径较大一端和第二圆锥体直径较大一端相连，第一圆锥体直径较小一端与第一圆柱体相连，第二圆锥体直径较小一端与第三圆柱体相连；

第一圆锥体直径的最小直径与第一圆柱体的直径相同、第二圆锥体直径的最小直径与第三圆柱体的直径相同，第二圆锥体直径的最大直径与第二圆柱体的直径相同，第一圆锥体直径的最大直径大于第二圆柱体的直径；所述第二圆柱体和第三圆柱体的外表面设置有螺纹；

所述直径包括内径和外径。

5.如权利要求4所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述副金属接头（3）包括三部分；

所述三部分包括第四圆柱体、第三圆锥体和第五圆柱体；

第三圆锥体直径较大一端与第四圆柱体相连，第三圆锥体直径较小一端与第五圆柱体相连；

第三圆锥体的内径与第二圆锥体的外径相同，第四圆柱体的内径与第二圆柱体的外径相同，第五圆柱体的内径与第三圆柱体的外径相同；所述第四圆柱体和第五圆柱体的外表面设置有螺纹；

副金属接头（3）的螺纹与主金属接头的螺纹形匹配，形成自锁螺纹（4），副金属接头（3）相应的套在主金属接头（2）上，并通过自锁螺纹（4）连接。

6.如权利要求5所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述第四圆柱体的长度较第二圆柱体的长度小1-10mm，便于主金属接头（2）和副金属接头（3）的安装。

7.如权利要求1-6任一所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，主金属接头（2）外表面毛化处理;

进一步地，主金属接头（2）和副金属接头（3）连接后，第一圆柱体的另一端连接一芯模构成复材阳模，芯模为外径与第一圆柱体外径形同的圆柱体；将预浸复合材料铺覆在所述复材阳模上，加热固化使复材中空杆（1）成形，将芯模与第一圆柱体分离，得到连接的复材中空杆（1）与金属接头。

8.如权利要求1-6任一所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述复合中空杆在各截面的纤维方向含量相同或不同。

9.如权利要求1-6任一所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述金属接头的材质为钛金属合金，主金属接头（2）和副金属接头（3）各自一体成型。

10.如权利要求1-6任一所述一种复合材料中空杆与金属接头的连接结构，其特征在于，所述复合中空秆的材质为由单向预浸料按一定铺层比例铺覆的复合材料。