阅读说明：本技术 一种拉挤加筋frp管的连接结构及连接方法 (Connecting structure and connecting method of pultrusion reinforced FRP (fiber reinforced Plastic) pipe ) 是由 李峰 张冬冬 陈岩 郑宇宙 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种拉挤加筋FRP管的连接结构及连接方法,属于复合材料连接技术领域,该拉挤加筋FRP管的连接结构包括FRP管和法兰盘,所述FRP管的内壁上设置有至少两条加筋,每条所述加筋均包括圆柱加筋部和支撑部,所述圆柱加筋部的至少一端具有伸出所述支撑部的连接段；所述法兰盘包括圆筒部、法兰部和连接部,所述连接部上设置有第一通孔；所述法兰盘的所述连接部与所述加筋的所述支撑部的端面相抵靠,每所述圆柱加筋部的所述连接段均穿过相应的所述第一通孔,所述连接段的穿出端上均设置有锁紧件。该拉挤加筋FRP管的连接方法采用上述拉挤加筋FRP管的连接结构。本发明结构简单,连接可靠,而且提高了FRP管的承载能力。(The invention discloses a connecting structure and a connecting method of a pultrusion reinforced FRP pipe, belonging to the technical field of composite material connection, wherein the connecting structure of the pultrusion reinforced FRP pipe comprises an FRP pipe and a flange plate, the inner wall of the FRP pipe is provided with at least two reinforcements, each reinforcement comprises a cylindrical reinforcement part and a supporting part, and at least one end of the cylindrical reinforcement part is provided with a connecting section extending out of the supporting part; the flange plate comprises a cylindrical part, a flange part and a connecting part, and a first through hole is formed in the connecting part; the ring flange the connecting portion with the muscle the terminal surface of supporting part offsets and leans on, every the cylinder adds muscle portion the linkage segment all passes correspondingly first through-hole, wearing out of linkage segment is served and all is provided with the retaining member. The connecting method of the pultrusion reinforced FRP pipe adopts the connecting structure of the pultrusion reinforced FRP pipe. The invention has simple structure and reliable connection, and improves the bearing capacity of the FRP pipe.)

一种拉挤加筋FRP管的连接结构及连接方法

技术领域

本发明属于复合材料连接技术领域，尤其涉及一种拉挤加筋FRP管的连接结构及连接方法。

背景技术

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。复合材料由于轻质、高强、耐腐蚀等优点，逐步在工程领域中得到广泛的应用。

目前，FRP管的连接采用在管体的两端粘接一个金属接头，再通过金属接头与其他FRP管或零件进行连接。但是，FRP管和金属接头的胶接力与一定范围内的胶接长度成正比，超过临界长度后胶接力不随胶接长度的增加而增加，这种现象限制了FRP管的承载能力，并且胶接存在明显的老化问题。

因此，在复合材料连接技术领域中，对于FRP管的连接结构仍存在研究和改进的需求，这也是目前复合材料连接技术领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点。

发明内容

为此，本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种拉挤加筋FRP管的连接结构，结构简单，连接可靠，可以提高FRP管的承载能力。

作为同一种技术构思，本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种拉挤加筋FRP管的连接方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种拉挤加筋FRP管的连接结构，包括FRP管和法兰盘，所述FRP管的内壁上设置有至少两条加筋，每条所述加筋均包括圆柱加筋部和设于所述FRP管内壁与所述圆柱加筋部之间的支撑部，所述圆柱加筋部的轴向长度大于所述支撑部的轴向长度，且所述圆柱加筋部的至少一端具有伸出所述支撑部的连接段；

所述法兰盘包括与所述FRP管的端部内孔相配合的圆筒部、位于所述圆筒部一端且向外凸伸的法兰部和位于所述圆筒部另一端内的连接部，所述连接部上设置有与所述圆柱加筋部相对应的第一通孔；

所述法兰盘的所述连接部与所述加筋的所述支撑部的端面相抵靠，每所述圆柱加筋部的所述连接段均穿过相应的所述第一通孔，所述连接段的穿出端上均设置有锁紧件。

作为一种改进，所述法兰盘还包括位于所述圆筒部外且与所述圆筒部同心设置的环形部，所述环形部与所述FRP管端部的外周相配合。

作为一种改进，所述锁紧件包括锚环和至少两块夹片，所述锚环具有锥形内孔，所述夹片的外表面与所述锚环内孔形状相适配，所有所述夹片围合形成用于与所述圆柱加筋部的连接段相配合的内腔。

作为一种改进，所述加筋与所述FRP管通过拉挤工艺一体成型。

作为一种改进，所述法兰盘的所述法兰部上开设有若干个第二通孔。

作为一种改进，所述法兰盘为金属法兰。

作为一种改进，所述圆柱加筋部的两端均具有伸出所述支撑部的所述连接段；所述FRP管的两端均设置有所述法兰盘。

作为一种改进，所述连接部的中部设置有减重孔。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种拉挤加筋FRP管的连接方法，采用上述拉挤加筋FRP管的连接结构，包括如下步骤：

通过拉挤工艺一体成型所述FRP管和所述加筋，然后将所述加筋位于所述支撑部的至少一端切除，使所述圆柱加筋部的至少一端具有伸出所述支撑部的连接段；

装配所述法兰盘，使所述法兰盘的圆筒部与所述FRP管的端部内孔相配合，所述法兰盘的所述连接部与所述加筋的所述支撑部的端面相抵靠，并使每所述圆柱加筋部的所述连接段均穿过相应的所述第一通孔，然后在所述连接段的穿出端上设置所述锁紧件。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明提供的拉挤加筋FRP管的连接结构及连接方法，由于在FRP管的内部设计了加筋，并且设计了法兰盘和锁紧件，因而在使用时，在FRP管的端部装配法兰盘，使所述法兰盘的圆筒部与所述FRP管的端部内孔相配合，所述法兰盘的所述连接部与所述加筋的所述支撑部的端面相抵靠，并使每所述圆柱加筋部的所述连接段均穿过相应的所述第一通孔，然后在所述连接段的穿出端上设置锁紧件，从而使得FRP管和法兰盘连接在一起，这样在连接两根FRP管时，先在每根FRP管的端部连接上法兰盘，然后将两个法兰盘连接在一起，即可实现FRP管的连接；法兰盘的作用是承受两个FRP管连接后的承压，锁紧件将FRP管的加筋固定在法兰盘上，这样就可以承受拉力了。与现有技术中的胶接相比，可以根据需要，通过力学计算出加筋和锁紧件的数量，从而提高FRP管的承载能力。本发明提供的FRP管的连接结构及连接方法，不会破坏FRP管，结构简单，连接可靠，而且提高了FRP管的承载能力。

由于所述法兰盘还包括位于所述圆筒部外的环形部，所述环形部与所述FRP管端部的外周相配合，这样环形部和圆筒部可以形成环形凹槽，使得FRP管的端部位于环形凹槽内，从而起到保护FRP管的作用。

由于所述锁紧件包括锚环和至少两块夹片，所述锚环具有锥形内孔，所述夹片的外表面与所述锚环内孔形状相适配，所有所述夹片围合形成用于与所述圆柱加筋部的连接段相配合的内腔，这样可以先在连接段的穿出端上套上锚环，然后将所有夹片塞入锚环与连接段的穿出端之间，随着夹片的楔紧，夹片的内腔抱紧连接段的穿出端，实现将FRP管的加筋锚固在法兰盘上，操作简单，锚固可靠。

由于所述法兰盘的所述法兰部上开设有若干个第二通孔，这样可以通过螺栓、螺母等紧固件实现法兰盘之间的连接。

由于所述连接部的中部设置有减重孔，这样可以减轻法兰盘的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1是本发明实施例提供的拉挤加筋FRP管的连接结构的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1的A-A剖视局部放大图；

图4的图1的***图；

图5a是拉挤加筋FRP管的结构示意图；

图5b是图5a的B-B剖视图；

图5c是图5a的立体图；

图6a是法兰盘的结构示意图；

图6b是图6a的C-C剖视图；

图6c是图6a的立体图；

图6d是图6a另一视角的立体图；

图7a是锚环的结构示意图；

图7b是图7a的D-D剖视图；

图8是夹片的立体图；

图9是两个拉挤加筋FRP管连接状态的结构示意图；

图中：1-FRP管，11-加筋，111-圆柱加筋部，1111-连接段，112-支撑部，2-法兰盘，21-圆筒部，22-法兰部，221-第二通孔，23-连接部，231-第一通孔，232-减重孔，24-环形部，3-锁紧件，31-锚环，32-夹片，4-螺栓，5-螺母。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4共同所示，一种拉挤加筋FRP管的连接结构，包括FRP管1和法兰盘2，法兰盘2为金属法兰，例如可以为铝合金法兰盘，铝合金质量较轻，当然，法兰盘2也可以采用其他材质。

如图5a-图5c共同所示，FRP管1的内壁上设置有三条加筋11，加筋11与FRP管1通过拉挤工艺一体成型，生产效率高。需要说明的是，加筋11的数量本领域技术人员可根据实际需要，通过力学计算进行选择，可以为两条、四条、五条等等。每条加筋11均包括圆柱加筋部111和设于FRP管1内壁与圆柱加筋部111之间的支撑部112，圆柱加筋部111的轴向长度大于支撑部112的轴向长度，且圆柱加筋部111的一端具有伸出支撑部112的连接段1111，当然，也可以根据连接需要，在圆柱加筋部111的两端均设置伸出支撑部112的连接段，此时FRP管1的两端均可设置法兰盘2。在本实施例中，支撑部112为板状结构。

如图3、图6a-图6d共同所示，法兰盘2包括与FRP管1的端部内孔相配合的圆筒部21、位于圆筒部21一端且向外凸伸的法兰部22和位于圆筒部21另一端内的连接部23，法兰部22为圆环形结构，当然，作为一种替代方式，法兰部22也可以选为方形等其他结构，在此不再赘述；连接部23上设置有与圆柱加筋部111相对应的第一通孔231；法兰盘2还包括位于圆筒部21外且与圆筒部21同心设置的环形部24，环形部24与FRP管1端部的外周相配合，这样环形部24和圆筒部21可以形成环形凹槽，使得FRP管1的端部位于环形凹槽内，从而起到保护FRP管1的作用。优选的，为了进一步保护FRP管1的端部，环形凹槽的内壁上还可以设置胶垫(图中未示出)。为了减轻法兰盘2的重量，连接部23的中部设置有减重孔232。当然，连接部23上也可以不设置减重孔232。

如图3所示，法兰盘2的连接部23与加筋11的支撑部112的端面相抵靠，每个圆柱加筋部111的连接段1111均穿过相应的第一通孔，连接段1111的穿出端上均设置有锁紧件3。

在本实施例中，如图3、图4、图7a、图7b和图8共同所示，锁紧件3包括锚环31和三块夹片32，夹片32的数量本领域技术人员可根据实际情况进行选择，可以为两块、四块、五块等等；锚环31具有锥形内孔，夹片32的外表面与锚环31内孔形状相适配，所有夹片32围合形成用于与圆柱加筋部111的连接段1111相配合的内腔。当然，作为一种替代方式，还可以在圆柱加筋部111的连接段1111上设置螺纹，此时锁紧件选用螺母，在此不再赘述。

在使用时，在FRP管1的端部装配法兰盘2，使法兰盘2的圆筒部21与FRP管1的端部内孔相配合，环形部24与FRP管1端部的外周相配合，法兰盘2的连接部23与加筋11的支撑部112的端面相抵靠，并使每条圆柱加筋部111的连接段1111均穿过相应的第一通孔231，然后在连接段1111的穿出端上套上锚环31，再将所有夹片32塞入锚环31与连接段1111的穿出端之间，随着夹片32的楔紧，夹片32的内腔抱紧连接段1111的穿出端，实现将FRP管1的加筋11锚固在法兰盘2上，操作简单，锚固可靠，从而使得FRP管1和法兰盘2连接在一起，这样在连接两根FRP管2时，如图9所示，先在每根FRP管1的端部连接上法兰盘2，然后将对应的两个法兰盘连接在一起，即可实现FRP管的连接；法兰盘2的作用是承受两个FRP管1连接后的承压，锁紧件3将FRP管1的加筋11固定在法兰盘2上，这样就可以承受拉力了。与现有技术中的胶接相比，可以根据需要，通过力学计算出加筋11和锁紧件3的数量，从而提高FRP管1的承载能力。

为了实现法兰盘与法兰盘之间的连接，如图6c所示，法兰盘2的法兰部22上开设有六个第二通孔221，需要说明的是，第二通孔221的数量不限于六个，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，在此不再赘述；如图9所示，这样可以通过螺栓4、螺母5等紧固件实现法兰盘之间的连接。当然，作为一种替代方式，也可以不设置第二通孔，可以采用焊接等方式实现法兰盘与法兰盘之间的连接。

本发明实施例还公开了一种拉挤加筋FRP管的连接方法，采用上述拉挤加筋FRP管的连接结构，包括如下步骤：

通过拉挤工艺一体成型FRP管1和加筋11，然后将加筋11位于支撑部112的一端切除，使圆柱加筋部111的一端具有伸出支撑部112的连接段1111，当然也可以将加筋11位于支撑部112的两端均切除；装配法兰盘2，使法兰盘2的圆筒部21与FRP管1的端部内孔相配合，法兰盘2的连接部23与加筋11的支撑部112的端面相抵靠，并使每条圆柱加筋部111的连接段1111均穿过相应的第一通孔231，然后在连接段1111的穿出端上设置锁紧件3。

综上，本发明实施例提供的FRP管的连接结构及连接方法，不会破坏FRP管，结构简单，连接可靠，而且提高了FRP管的承载能力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。