專利名稱：含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法，特別是涉及一種復(fù)合材料 箱型梁的設(shè)計(jì)與制造方法，可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的翼片，尤指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片內(nèi)部的 箱型梁，而其箱型梁是以具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)所制成的箱型梁。
背景技術(shù)：
按，因應(yīng)現(xiàn)今能源的越來越缺乏，使得風(fēng)力發(fā)電也越來越受重視，但風(fēng)力發(fā)電的最 重要的東西就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片，原因在于沒有風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片則風(fēng)力發(fā)電機(jī)根本無法轉(zhuǎn) 動(dòng)，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片的要求就是要重量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，但在現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)上，重量輕則 強(qiáng)度弱，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高則重量重，似乎無法兩全，加上其重量重將會(huì)影響整體風(fēng)力機(jī)組的性 能，也會(huì)無形中增加負(fù)擔(dān)，因此，翼片的制作實(shí)在是相當(dāng)重要。尤其是箱型梁末端為搭接葉 片轉(zhuǎn)軸之處，承受極大的扭力，加上復(fù)合材料在鉚釘周圍承壓能力不佳，因此一般需要一環(huán) 形金屬端件；然而，如何有效的將金屬端件搭接于復(fù)材箱型梁上，實(shí)為一極大的挑戰(zhàn)；無論 是在尺寸精度上的要求，其搭接處的應(yīng)力傳遞效果上皆很重要。傳統(tǒng)技藝如圖1所示，環(huán)型 金屬套管端件1以鉚合和/或膠合的方式固定金屬于復(fù)材箱型梁2上；然而，鉚合處易造成 復(fù)材件擴(kuò)孔失效，而膠合處則常因尺寸精度度不佳，而形成膠合線孔隙而脫膠。惟，現(xiàn)有習(xí)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)翼片，其因?yàn)槊娣e大、強(qiáng)度要高且重量要輕，且封閉式 箱型梁或組合式箱型梁零件，制造困難度高且組合不易。是以，針對(duì)上述現(xiàn)有習(xí)知結(jié)構(gòu)所存在的問題點(diǎn)，如何開發(fā)一種更具理想實(shí)用性的 創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，實(shí)消費(fèi)者所殷切企盼，亦相關(guān)業(yè)者須努力研發(fā)突破的目標(biāo)及方向。有鑒于此，發(fā)明人本于多年從事相關(guān)產(chǎn)品的制造開發(fā)與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)上述的目 標(biāo)，詳加設(shè)計(jì)與審慎評(píng)估后，終得一確具實(shí)用性的本發(fā)明。由此可見，上述現(xiàn)有的箱型梁在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待 加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長(zhǎng) 久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題， 此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材 件及其制法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的箱型梁存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年 豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的 含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的箱型梁，使其更具有實(shí)用性。經(jīng) 過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的箱型梁存在的缺陷，而提供一種新型的含金 屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法，所要解決的技術(shù)問題是使其風(fēng)力發(fā)電機(jī)的翼片輕，強(qiáng)度 高，又要制作與組裝容易，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其包括有兩具槽形復(fù)材梁，該槽形梁末端具有環(huán)形金 屬端件，該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分外露的局部金屬環(huán)，以供上下槽形 復(fù)材梁組合時(shí)，可以螺栓扣件鎖固或螺栓扣件鎖固加上膠合方式，將兩個(gè)槽形復(fù)材梁末端 結(jié)合成一箱型梁。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的槽形復(fù)材梁的槽形截面可以選自 π型、Ω型、半圓形、半橢圓、半梯形或以上的組合。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的槽形復(fù)材梁含有兩個(gè)突耳，可藉 螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合，結(jié)合成一箱型梁者。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的環(huán)形金屬端件呈一封閉式槽形復(fù) 材梁截面形狀，沿槽形復(fù)材梁外形的部份，被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一懸空的部分則外 露，以供上下槽形復(fù)材梁末端連結(jié)固定之用。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的環(huán)形金屬端件的待搭接面，設(shè)置 有兩個(gè)定位機(jī)構(gòu)及供搭接用的預(yù)留孔位或螺座。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的纖維復(fù)合材料的纖維為連續(xù)性的 長(zhǎng)纖維，其選自玻璃纖維、碳纖維、克維拉纖維、硼纖維或以上的組合。前述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其中所述的纖維復(fù)合材料的基材，則選自環(huán) 氧樹脂或不飽和聚酯。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)，包含有如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的箱型梁 復(fù)材件，在其外側(cè)搭接上、下翼形復(fù)材蒙皮而成，其中該箱型梁復(fù)材件可以濕式積層、封袋 型抽真空樹脂灌注成形或預(yù)浸料加壓加熱成形。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種制造如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件的方法，包括在一具突 耳的槽形模具上，以樹脂預(yù)先含浸的纖維預(yù)浸料、真空輔助樹脂注入法或干纖維現(xiàn)場(chǎng)刷涂 樹脂的濕式積層法，依所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的纖維層數(shù)與方向，將未硬化的復(fù)合材料疊 置預(yù)模具上；在另件末端上放置環(huán)形金屬端件；將復(fù)合材料穿過該環(huán)形金屬端件，反折疊 置于該槽形復(fù)材疊層上；將上述組合在模具上，以室溫或高溫下一起硬化；脫除模具即可 得到槽形復(fù)材梁；將兩具突耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺 栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提 出的一種制造如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件的方法，包括在一具突 耳的槽形模具上，以樹脂預(yù)先含浸的纖維預(yù)浸料、真空輔助樹脂注入法或干纖維現(xiàn)場(chǎng)刷涂 樹脂的濕式積層法，依所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的纖維層數(shù)與方向，將未硬化的復(fù)合材料疊 置預(yù)模具上；在另件末端上方，放置預(yù)先已包覆復(fù)材的環(huán)形金屬端件；將上述組合在模具 上，以室溫或高溫下一起硬化；脫除模具即可得到槽形復(fù)材梁；將兩具突耳的槽形梁對(duì)合， 在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠 合，固定形成一體的箱型梁者。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有環(huán)形金屬端件搭接于復(fù)材箱型梁上，鉚合處易造成復(fù) 材件擴(kuò)孔失效、而膠合處則常因尺寸精度不佳，而形成膠合線孔隙而脫膠的問題。其最重要 的就是要求翼片輕，強(qiáng)度高，又要制作與組裝容易，欲達(dá)成此設(shè)計(jì)目標(biāo)相當(dāng)困難，此一難題 乃造成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用上及發(fā)展上受到限制。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明提供了一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法。如圖2所示，本發(fā)明將復(fù)材箱型梁改為兩個(gè)具槽形的復(fù)材梁，該槽形梁末端具有 環(huán)形金屬端件，該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分則外露的局部金屬環(huán)，以供 上下槽形復(fù)材梁組合時(shí)，可以螺栓扣件鎖固或螺栓扣件鎖固加上膠合方式，將兩個(gè)槽形復(fù) 材梁末端結(jié)合成一箱型梁。圖3a是本發(fā)明其一例槽形復(fù)材梁末端的橫截面的剖視圖。圖北是本發(fā)明其一例 槽形復(fù)材梁末端的縱截面的剖視圖。該半箱型的金屬端件，被局部包覆于復(fù)合材料之中，與 箱型復(fù)材梁一起硬化成為一體，解決膠合尺寸精度的問題及鉚釘周圍應(yīng)力問題。未為復(fù)材 包覆的部份環(huán)狀懸空金屬端件，更有利于兩具槽形梁對(duì)合的搭接，以螺栓扣件鎖固或螺栓 扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。如此，不但提供一個(gè)較強(qiáng)的端件組合結(jié)構(gòu)、 較簡(jiǎn)易的箱型梁組裝方式，更進(jìn)一步降低對(duì)復(fù)材箱型梁的尺寸精度要求，如此復(fù)材箱型梁 有機(jī)會(huì)由較昂貴貴的預(yù)浸料/壓力釜制程，改為低材料成本且低耗能的濕式積層或封袋形 樹脂轉(zhuǎn)入成形法制造。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā) 明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，包含有兩具槽形復(fù)材梁，該槽形梁末 端具有環(huán)形金屬端件，該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分則外露，以供上下槽 形復(fù)材梁組合時(shí)，可以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合方式，將兩個(gè)槽形復(fù) 材梁末端結(jié)合成一箱型梁。本發(fā)明的槽形復(fù)材梁，含有兩個(gè)突耳，可藉螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固 加上膠合，結(jié)合成一箱型梁者。其槽形截面可以選自π型、Ω型、半圓形、半橢圓、半梯形或以上的組合。視結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的需求，箱型梁兩端的截面形狀可以不同，以提高兩端搭接設(shè)計(jì)的靈活度。環(huán)狀金屬端件呈封閉式槽形復(fù)材梁截面形狀，沿槽形復(fù)材梁外形的部份，被包覆 于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一懸空的部分則外露，以供上下槽形復(fù)材梁末端連結(jié)固定之用。其中 該環(huán)形金屬端件的待搭接面，設(shè)置有兩個(gè)定位機(jī)構(gòu)及供搭接用的預(yù)留孔位或螺座。其中該 纖維復(fù)合材料的纖維為連續(xù)性的長(zhǎng)纖維，其選自玻璃纖維、碳纖維、克維拉纖維、硼纖維或 以上的組合；其中該纖維復(fù)合材料的基材，則選自環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯。該箱型梁復(fù)材件 可以濕式積層、封袋型抽真空樹脂灌注成形或預(yù)浸料加壓加熱成形。此金屬接頭的箱型梁復(fù)材件的制造方法，包括在一具突耳的槽形模具上，以樹脂 預(yù)先含浸的纖維預(yù)浸料、真空輔助樹脂注入法或干纖維現(xiàn)場(chǎng)刷涂樹脂的濕式積層法，依所 設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的纖維層數(shù)與方向，將未硬化的復(fù)合材料疊置預(yù)模具上；在另件末端 上放置環(huán)形金屬端件；將復(fù)合材料穿過該環(huán)形金屬端件，反折疊置于該槽形復(fù)材疊層上； 將上述組合在模具上，以室溫或高溫下一起硬化；脫除模具即可得到槽形復(fù)材梁；將兩具突耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合或螺 栓扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。 然而，環(huán)形金屬端件也可先以為硬化的復(fù)材先包覆，避開待搭接面不包覆。待復(fù)材 槽形區(qū)域完成疊層后，在另件末端上方，放置預(yù)先已包覆復(fù)材的環(huán)形金屬端件；將上述組合 在模具上，以室溫或高溫下一起硬化；脫除模具即可得到槽形復(fù)材梁。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法至少具有下列優(yōu) 點(diǎn)及有益效果一、在金屬端件與復(fù)材箱型件之間，提供非常好的搭接強(qiáng)度。二、克服現(xiàn)有環(huán)形金屬端件搭接于復(fù)材箱型梁上，所遇到鉚合處易造成復(fù)材件擴(kuò) 孔失效的問題。三、解決膠合處則常因尺寸精度度不佳，而形成膠合線孔隙而脫膠的問題。四、降低對(duì)復(fù)材箱型梁的尺寸精度要求，復(fù)材箱型梁有機(jī)會(huì)由低材料成本且低耗 能的方法制造。五、先前技術(shù)的箱型梁設(shè)計(jì)，需要較長(zhǎng)的金屬與復(fù)材箱型梁的搭接面積，以達(dá)到較 佳的膠合強(qiáng)度，因此，金屬端件的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，其重量重也較重。本發(fā)明的設(shè)計(jì)，可降低金屬端 件的重量30%以上。六、先前技術(shù)的箱型梁設(shè)計(jì)，呈封閉式管件，制作不易，且管件內(nèi)部的品質(zhì)管控不 易。本發(fā)明的槽形結(jié)構(gòu)，為具突耳槽型梁結(jié)構(gòu)，由開放式模具制作，故具有制作容易且品質(zhì) 管控容易。七、先前技術(shù)的較長(zhǎng)環(huán)形金屬端件要鑲?cè)胂湫蛷?fù)材件接合，零件搭接面的精度要 求高且組裝不易。本發(fā)明箱型梁藉由兩具突耳的槽形梁的組合，并由凸出的突耳穿鎖螺栓 扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合固定，使之成為箱型梁，其制作簡(jiǎn)易而強(qiáng)度高且
重量輕。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法，該種含金 屬接頭的箱型梁復(fù)材件，包含兩具含突耳的槽形復(fù)材梁，該槽形梁末端具有環(huán)形金屬端件， 該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分則外露，以供上下槽形復(fù)材梁組合時(shí)用。將 兩具突耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合 或螺栓扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。其制造方法，包括在一具突耳的槽形 模具上，將復(fù)合材料穿過該環(huán)形金屬端件，反折疊置于該槽形復(fù)材疊層上；以室溫或高溫下 一起硬化而得。本發(fā)明具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、方法或功能上皆有 較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的箱型梁復(fù)材 件具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的箱型復(fù)材梁與環(huán)形金屬端件的示意圖。
圖2是本發(fā)明的具突耳箱型復(fù)材梁的結(jié)構(gòu)搭接示意圖。圖3a是本發(fā)明其一例槽形復(fù)材梁末端的橫截面的剖視圖。圖北是本發(fā)明其一例槽形復(fù)材梁末端的縱截面的剖視圖。圖4是本發(fā)明其一例環(huán)形金屬端件的剖視圖。圖5是本發(fā)明其一例箱型梁的立體示意圖。圖6是本發(fā)明的方筒型段及模具的剖視圖。圖7是本發(fā)明箱型梁與翼片結(jié)合的剖視圖。圖8是本發(fā)明箱型梁與翼片結(jié)合的立體示意圖。1 環(huán)型金屬套管端件2 復(fù)材箱型管件3 具突耳的槽形梁3a:凸出的突耳3b:凸出的突耳4 螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合5 環(huán)型金屬端件6 螺栓扣件的預(yù)留孔位7 定位機(jī)構(gòu)8:圓筒型段9:方筒型段IOa 上復(fù)材槽形梁IOb 下復(fù)材槽形梁11 模具12:凹穴13:凹階14 覆材疊層15 翼片16 復(fù)材箱型梁
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法其具體實(shí)施 方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。為了方便說明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以相 同的編號(hào)表示。本發(fā)明提供一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，如圖2所示，包含有兩具槽形復(fù)材 梁3，該槽形梁末端具有突耳及環(huán)形金屬端件以供上下槽形復(fù)材梁組合時(shí)，可以螺栓扣件4鎖固或螺栓扣件鎖固加上膠合方式，將兩個(gè)槽形復(fù)材梁末端結(jié)合成一箱型梁。本發(fā)明其中一例，如圖3所示，其中的圖3a是本發(fā)明其一例槽形復(fù)材梁末端的橫 截面的剖視圖。圖北是本發(fā)明其一例槽形復(fù)材梁末端的縱截面的剖視圖。槽形復(fù)材梁末端的橫截面與縱截面的剖視圖。其中環(huán)形金屬端件局部被包覆于纖 維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分外露的局部金屬環(huán)，主要供上下槽形復(fù)材梁組裝時(shí)，以螺栓扣件4 鎖固或螺栓扣件鎖固之用，如此兩個(gè)槽形復(fù)材梁末端即結(jié)合成一箱型梁。本發(fā)明其中一例，如圖4所示，其中該環(huán)形金屬端件的待搭接面，設(shè)置有兩個(gè)定位 機(jī)構(gòu)及供搭接用的預(yù)留孔位或螺座。參閱圖5所示，該具箱型梁復(fù)材結(jié)構(gòu)，圖示為其實(shí)際完成后形狀，其包含有一圓筒 型段8漸變成為一方筒型段9，而其實(shí)際由兩個(gè)具突耳的槽形梁3a、!3b所鎖固而成，其制作 方式依序?yàn)閍.準(zhǔn)備一模具11 (參閱圖6所示)，該模具11具有具突耳的槽形梁3a的凹穴形 狀，且該模具11的半型方筒型段位置凹穴12兩側(cè)，并延伸出成型凸出的突耳北，3c所需的 凹階13;b.在模具11的模穴12及凹階13鋪設(shè)所需的復(fù)材疊層14，且復(fù)材疊層14鋪設(shè)范 圍超過半型圓筒型段凹穴；c.在半型圓筒型段凹穴置入一半圓金屬環(huán)5如圖4所示，并將前述復(fù)材疊層14超 出的部份，穿過金屬環(huán)反折回來包覆半圓金屬環(huán)5，且反折回來的復(fù)材疊層14與鋪設(shè)在凹 穴12 (參閱圖6所示)的復(fù)材疊層14相互疊合；在金屬環(huán)的預(yù)留搭接孔位的位置，將纖維 撥開讓出螺栓扣件的空間，再反折纖維材料搭接于螺栓扣件上；d.復(fù)材成型，將模具11內(nèi)部抽真空并樹脂灌注成型，或預(yù)浸料加熱成型，據(jù)以制 成具突耳的槽形梁3a。參閱圖5所示，再將兩個(gè)具突耳的槽形梁10a、10b相互并合，其凸出的突耳;3b、3c、 3b,3c即會(huì)相互疊設(shè)，此時(shí)，只要利用螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合4固 定，即可結(jié)合成如圖所示的箱型梁者。參閱圖7、圖8所示，該箱型梁16的外周得以包覆上、下翼形蒙皮以結(jié)合成翼片 14，上、下翼形蒙皮包覆于箱型梁3的方筒型段9平整表面，所以得與箱型梁緊密結(jié)合(如 圖7所示)，而其上、下翼形蒙皮由圓筒型段8的后側(cè)漸往方筒型段9的外側(cè)延伸，而其鎖固 上、下翼形蒙皮與封閉式箱型梁時(shí)，也可以藉助該凸出的突耳3a，;3b上的螺栓扣件鎖固或 膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合4固定位置鎖固該上、下翼形蒙皮者。上述該圓筒型段8，可利用一鎖固結(jié)構(gòu)將翼片15鎖固至垂直軸風(fēng)機(jī)。參閱圖5所示，該具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)上包含有兩個(gè)具突耳的 槽形梁:3b、3c分別設(shè)凸出的突耳!3b、3C(如圖7所示)，凸出的突耳:3b、3c藉螺栓扣件鎖固 或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合14a固定成一箱型梁，每一具突耳的槽形梁3a、!3b分別具 有半型圓筒型段接一半型方筒型段，其由模具11 (如圖6所示)內(nèi)鋪設(shè)復(fù)材，并在模具11 半型圓筒型段內(nèi)放置半圓金屬環(huán)5 (如圖2所示)，該復(fù)材并可反折而包覆半圓金屬環(huán)5，并 復(fù)材間相互搭接，其后經(jīng)復(fù)材成型，乃成一具突耳的槽形梁IOa或10b，將兩具突耳的槽形 梁IOa和IOb對(duì)合再利用疊合的凸出的突耳3a、3b以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固 加上膠合4固定成一體的封閉式箱型梁者。
一種具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)。參閱圖5所示，該具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)，圖示為其實(shí)際完成后形狀，其包 含有一圓筒型段8漸變成為一方筒型段9，而其實(shí)際由兩個(gè)具突耳的槽形梁3a、!3b所鎖固而 成，本發(fā)明功效增進(jìn)之處如下1.在金屬端件與復(fù)材箱型件之間一體成形，搭接強(qiáng)度高于傳統(tǒng)二次膠合或鉚合， 免除界面脫開的風(fēng)險(xiǎn)。2.由于金屬與覆材一體成型，無搭接處的尺寸精度度要求，因此可以不用高成 本的樹脂纖維預(yù)浸料，可以低成本的干纖維束或纖維布，另以環(huán)氧(Epoxy)或不飽和聚酯 (Unsaturated Polyester)樹脂灌入成形各種復(fù)雜形狀。3.相較于傳統(tǒng)的樹脂纖維預(yù)浸料需結(jié)合真空、壓力釜與高溫硬化條件；本發(fā)明使 用的樹脂灌入成形法，可以真空輔助灌注與硬化時(shí)提供復(fù)材間的層間壓力，是一低成本且 低耗能的方法制造。4.先前技術(shù)的6公尺長(zhǎng)箱型梁設(shè)計(jì)，需要金屬端件的長(zhǎng)度大于30公分，以達(dá)到較 佳的膠合強(qiáng)度。本發(fā)明的金屬端件長(zhǎng)度15公分，降低金屬端件的重量35%。5.先前技術(shù)的較長(zhǎng)環(huán)形金屬端件要鑲?cè)胂湫蛷?fù)材件接合，零件搭接面的精度要求 高且組裝不易。本發(fā)明箱型梁藉由兩具突耳的槽形梁的組合，由鎖螺栓扣件鎖固或膠合或 螺栓扣件鎖固加上膠合固定，其制作簡(jiǎn)易而強(qiáng)度高且重量輕。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于包括有兩具槽形復(fù)材梁，該槽形梁末端具有環(huán)形金屬端件，該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材 料內(nèi)，另一部分外露的局部金屬環(huán)，以供上下槽形復(fù)材梁組合時(shí)，可以螺栓扣件鎖固或螺栓 扣件鎖固加上膠合方式，將兩個(gè)槽形復(fù)材梁末端結(jié)合成一箱型梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的槽形復(fù) 材梁的槽形截面可以選自π型、Ω型、半圓形、半橢圓、半梯形或以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的槽形復(fù) 材梁含有兩個(gè)突耳，可藉螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合，結(jié)合成一箱型梁 者。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的環(huán)形金 屬端件呈一封閉式槽形復(fù)材梁截面形狀，沿槽形復(fù)材梁外形的部份，被包覆于纖維復(fù)合材 料內(nèi)，另一懸空的部分則外露，以供上下槽形復(fù)材梁末端連結(jié)固定之用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的環(huán)形金 屬端件的待搭接面，設(shè)置有兩個(gè)定位機(jī)構(gòu)及供搭接用的預(yù)留孔位或螺座。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的纖維復(fù) 合材料的纖維為連續(xù)性的長(zhǎng)纖維，其選自玻璃纖維、碳纖維、克維拉纖維、硼纖維或以上的 組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，其特征在于其中所述的纖維復(fù) 合材料的基材，則選自環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯。
8.一種具箱型梁復(fù)材疊層的翼片結(jié)構(gòu)，包含有如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的 箱型梁復(fù)材件，其特征在于在其外側(cè)搭接上、下翼形復(fù)材蒙皮而成，其中該箱型梁復(fù)材件 可以濕式積層、封袋型抽真空樹脂灌注成形或預(yù)浸料加壓加熱成形。
9.一種制造如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件的方法，其特征在于 包括在一具突耳的槽形模具上，以樹脂預(yù)先含浸的纖維預(yù)浸料、真空輔助樹脂注入法或干 纖維現(xiàn)場(chǎng)刷涂樹脂的濕式積層法，依所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的纖維層數(shù)與方向，將未硬化 的復(fù)合材料疊置預(yù)模具上；在另件末端上放置環(huán)形金屬端件；將復(fù)合材料穿過該環(huán)形金屬 端件，反折疊置于該槽形復(fù)材疊層上；將上述組合在模具上，以室溫或高溫下一起硬化；脫 除模具即可得到槽形復(fù)材梁；將兩具突耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬 端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。
10.一種制造如權(quán)利要求1所述的一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件的方法，其特征在 于包括在一具突耳的槽形模具上，以樹脂預(yù)先含浸的纖維預(yù)浸料、真空輔助樹脂注入法或 干纖維現(xiàn)場(chǎng)刷涂樹脂的濕式積層法，依所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求的纖維層數(shù)與方向，將未硬 化的復(fù)合材料疊置預(yù)模具上；在另件末端上方，放置預(yù)先已包覆復(fù)材的環(huán)形金屬端件；將 上述組合在模具上，以室溫或高溫下一起硬化；脫除模具即可得到槽形復(fù)材梁；將兩具突 耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓 扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件及其制法，該種含金屬接頭的箱型梁復(fù)材件，包含兩具含突耳的槽形復(fù)材梁，該槽形梁末端具有環(huán)形金屬端件，該端件局部被包覆于纖維復(fù)合材料內(nèi)，另一部分則外露，以供上下槽形復(fù)材梁組合時(shí)用。將兩具突耳的槽形梁對(duì)合，在疊合的凸出突耳與外露的金屬端件處，以螺栓扣件鎖固或膠合或螺栓扣件鎖固加上膠合，固定形成一體的箱型梁者。其制造方法，包括在一具突耳的槽形模具上，將復(fù)合材料穿過該環(huán)形金屬端件，反折疊置于該槽形復(fù)材疊層上；以室溫或高溫下一起硬化而得。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102108941SQ200910261368
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者柯正忠 申請(qǐng)人:柯正忠