复合材料连接技术进展_黄志超

第30卷第4期文章编号：1005-0523（2013）04-0001-06

华东交通大学学报

JournalofEastChinaJiaotongUniversity

Vol.30No.4

复合材料连接技术进展

黄志超1，陈伟达1，程雯玉1，薛曙光1，赖家美2

（1.华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室，江西南昌330013；2.南昌大学机电工程学院，江西南昌330031）摘要：介绍复合材料连接技术进展。主要介绍复合材料传统机械连接、胶接连接、缝合连接、Z-pin连接、混合连接、冷碾铆接等连接技术的工作原理、发展现状及影响连接性能的相关因素，比较这几种连接技术的优、缺点及应用性。结果表明：在复合材料连接工艺中，机械连接技术成熟、运用最广泛，混合连接是机械连接的拓展，缝合连接和Z-pin连接常作为辅助连接，胶接技术逐渐成熟，冷碾铆接研究较少，但有广阔的应用前景；各种连接的使用有相应的条件和要求，故连接性能的好坏涉及很多因素，比较复杂。

关键词：复合材料连接；机械连接；胶接；缝合连接中图分类号：TB332；V257

文献标志码：A

随着汽车轻量化、航空及军工材料多元化发展趋势，传统金属材料已不能完全满足使用需求，复合材

料的快速发展和广泛应用使得材料运用更加完善，但无论何种场合、使用何种材料，材料连接技术一直广受关注。在许多先进行业中，为提高结构效率，对结构的整体性有很高的要求，复合材料有提高结构整体性的优越条件，但尚存的连接处却需传递更大的载荷，连接技术就显得更加突出和关键。

复合材料具有比强度高、比刚度高、密度小、热膨胀系数小以及尺寸稳定性好等特点，但复合材料属脆性材料且各向异性，其加工、连接部位的设计及强度分析都比金属材料复杂的多。目前，复合材料的连接方法主要有：传统机械连接、胶接连接、缝合连接、Z-pin（金属或纤维增强复合材料细棒）连接、混合连接及冷碾铆接等。本文介绍复合材料这几种连接技术的工作原理、连接特点，并比较各种连接技术的优、缺点。

1传统机械连接

传统的机械连接有螺栓连接、销钉连接、铆钉连接等连接方式。一些传统机械连接的连接件如图1

。

夹头

销钉

插销

试样

（a）普通螺栓连接

Fig.1

（b）销钉连接

L

Φ

H

L

Φ

（c）抽芯铆钉连接

H

图1机械连接及连接件示意图

Sketchdrawingofmechanicaljointsandfittings

普通螺栓连接（图1（a））目前在复合材料连接中使用最多，销钉连接（图1（b））和抽芯铆钉连接（图1

收稿日期：2013-05-17

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51265012）；江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划（20113BCB22010）；江

西省“赣鄱英才555工程”领军人才培养计划（赣才字［2012］1号）

作者简介：黄志超（1971－），男，教授，博士，博士生导师，研究方向为板料连接技术。