專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維增強(qiáng)筋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造纖維增強(qiáng)的增強(qiáng)桿或"筋"的方法。 這里使用的術(shù)語(yǔ)"筋"將包括空心的桿和棒，也就是管。外表面優(yōu)
選但不必須是圓形截面。棒可以為任意長(zhǎng)度，包括相對(duì)短的元件，因
此它們有時(shí)也稱(chēng)為"錨桿"。
背景技術(shù)：
多年來(lái)，纖維增強(qiáng)塑料(FRP)棒越來(lái)越多地用于建筑、海上、 采礦和其它行業(yè)中。這是因?yàn)镕RP具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如無(wú)(化學(xué)藥劑 或鹽水)腐蝕、無(wú)金屬(或無(wú)磁性)和無(wú)導(dǎo)電性，拉伸強(qiáng)度是鋼增強(qiáng) 棒的大約兩至三倍，重量為1/4，且與鋼棒相比熱膨脹系數(shù)與混凝土或 巖石更相容。大部分棒通常通過(guò)拉擠成形(pultrusion )處理來(lái)制造， 并具有線性或均勻的型面。普通的拉擠成形處理包括從增強(qiáng)材料源 中拉出一束增強(qiáng)材料(例如纖維或纖維絲)；通過(guò)使增強(qiáng)材料經(jīng)過(guò)在開(kāi) 口池中的樹(shù)脂槽而潤(rùn)濕纖維和浸漬它們(優(yōu)選是通過(guò)可熱固的聚合物 樹(shù)脂)；拉動(dòng)該樹(shù)脂潤(rùn)濕和浸漬的纖維束通過(guò)成形模具，以便使得纖維 束對(duì)齊和使它變成合適的橫截面形狀；以及在模具中固化該樹(shù)脂，同 時(shí)在纖維絲上保持拉伸。因?yàn)槔w維完全通過(guò)拉擠成形處理而并不進(jìn)行 切割或剁欲，因此形成的產(chǎn)品通常有沿縱向方向(即沿拉動(dòng)纖維絲的 方向)的極高拉伸強(qiáng)度。示例的拉擠成形技術(shù)在美國(guó)專(zhuān)利No.3793108 (授予Goldsworthy )、 4394338 (授予Fuwa )、 4445957 (授予Harvey ) 和5174844 (授予Tong)中介紹。
在很多工業(yè)應(yīng)用中，F(xiàn)RP均勻型面或線性棒提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。棒 具有抗腐蝕性，并有很高的拉伸強(qiáng)度和降低了的重量。過(guò)去，螺紋鋼 棒或錨桿廣泛用于工程實(shí)踐。不過(guò)，在瑞典對(duì)用灰漿灌漿的鋼錨桿的長(zhǎng)期觀察表明，灌漿材料的質(zhì)量在50%的物體中不充分，更多錨桿受 到嚴(yán)重腐蝕(參考Hans K.Helfrkh)。與鋼錨桿相反，F(xiàn)RP錨桿具有 抗腐蝕性，并能夠同時(shí)用于暫時(shí)支承件和最終村墊，且具有FRP巖石 錨桿的單襯墊隧道的建造成本比通過(guò)普通現(xiàn)場(chǎng)混凝土制造的隧道低 33%至50% (參考Amberg Ingenieurburo AG, Zurich )。這種FRP巖 石錨桿固定系統(tǒng)具有耐久性，并作為最終襯墊的一部分支承該結(jié)構(gòu)(在 它的整個(gè)壽命中)。而且，由于它們的抗海水腐蝕性，F(xiàn)PR錨桿和錨 固件也證明是在海濱(例如岸上或海上的海堤)增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的良 好方案?？偟膩?lái)說(shuō)，玻璃纖維棒/錨桿已經(jīng)有重要地位，并將成為采礦 和建筑業(yè)的更重要產(chǎn)品。對(duì)于結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件，這些行業(yè)的關(guān)鍵需要是提 供具有成本效益的長(zhǎng)期可靠性。對(duì)于這些行業(yè)，在修理和維護(hù)中的成
本節(jié)省將很重要，因?yàn)閺?fù)合筋的持續(xù)時(shí)間幾乎是無(wú)限的。
采礦業(yè)需要復(fù)合棒來(lái)用于采礦軸或隧道頂板錨桿。這些棒通常用 手帶入采礦隧道中并安裝在頭頂上，因此，有利的是玻璃纖維棒的重 量為鋼筋(當(dāng)前廣泛使用鋼筋)的1/4而強(qiáng)度為鋼筋強(qiáng)度的兩倍。玻 璃纖維棒還不會(huì)損壞采礦設(shè)備。在建筑業(yè)中，例如橋梁、道路、海堤 和建筑物結(jié)構(gòu)中，鋼筋增強(qiáng)件廣泛使用，且大部分鋼筋在幾年的使用 壽命之后就受到腐蝕。通常，具有鋼筋的結(jié)構(gòu)經(jīng)常在一段時(shí)間后剝落。 因此，近年來(lái)，建筑業(yè)越來(lái)越多地使用抗腐蝕的復(fù)合材料筋。
在很多工業(yè)用途中也需要非均勻型面或非線性的螺紋棒。例如， 螺紋FRP棒和相關(guān)螺母已經(jīng)在采礦業(yè)中用作巖石錨桿固定系統(tǒng)(例如 用于隧道頂板錨桿)，在建筑業(yè)中用作螺紋增強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)(例如在橋梁建 筑中)，以及在海上結(jié)構(gòu)中用作海提錨桿固定系統(tǒng)。
現(xiàn)有制造技術(shù)的螺紋復(fù)合材料桿的結(jié)構(gòu)由兩種類(lèi)型組成
1) 拉擠成形棒，具有在外表面中的機(jī)械加工螺紋；以及
2) 拉擠成形棒，具有纖維粗紗芯，有在芯外側(cè)模制的塑料材料， 以^1形成螺紋。
在類(lèi)型1)中，在完全固化后機(jī)械加工復(fù)合材料筋表面的問(wèn)題是 在表面深度的纖維切割成段。當(dāng)纖維切成較短長(zhǎng)度時(shí)，纖維也失去高拉伸強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。這時(shí)，螺紋的強(qiáng)度依賴(lài)于固化樹(shù)脂的剪切強(qiáng)度，它 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于纖維的強(qiáng)度。因此，筋不能在拉伸情況下使用，因?yàn)榻畹穆?紋將從芯上剪切走。筋使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的螺母，該螺母壓靠筋，以便當(dāng) 負(fù)載置于筋上時(shí)使它具有保持強(qiáng)度。螺紋連接在筋上的螺母恰好有足 夠阻力，以便吸收在螺母和螺紋表面之間的任何松弛。因此，螺母在 沒(méi)有預(yù)張緊的情況下使用。
在類(lèi)型2)中，筋有玻璃纖維粗紗芯和塑料模制的螺紋表面。這 種筋只能承受很小的縱向負(fù)載。這是因?yàn)橛赡Ｖ扑芰闲纬傻穆菁y沒(méi)有 玻璃纖維增強(qiáng)件來(lái)用于具有縱向強(qiáng)度。其它筋(例如在Marshall Industries Composites Inc C-BAR 1996中所示的筋)是纖維增強(qiáng)聚酯 芯和聚氨酯改性的乙烯基酯外皮的組合，它們并不包括在筋表面中的 螺紋特征。
因此，在釆礦、建筑和其它行業(yè)中需要一種復(fù)合材料棒和螺母緊 固系統(tǒng)，該棒和螺母具有完全螺紋特征，而沒(méi)有在上迷段中所述的類(lèi) 型(1)和(2)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種由纖維增強(qiáng)樹(shù)脂形成的新穎增強(qiáng)桿。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種增強(qiáng)桿，它包括 一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置； 至少一個(gè)粗紗的第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向而繞內(nèi)部粗 紗纏繞；
至少一個(gè)粗紗的第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏繞方向而繞 內(nèi)部粗紗纏繞；
樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透通過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗，以便形成通過(guò)滲透 樹(shù)脂而成一體的結(jié)構(gòu)；
桿具有外表面部分，該外表面部分至少沿桿的大部分長(zhǎng)度延 ； 在外表面部分處，內(nèi)部粗紗有在笫一和第二纏繞粗紗之間的部分，在固化過(guò)程中，該部分通過(guò)由纏繞粗紗施加的拉伸而暴露和向外凸出； 該凸出部分限定了桿的外表面部分的組成部分，因此該外表面部 分粗糙和暴露，以便與要增強(qiáng)的材料接合，從而在要增強(qiáng)的材料和內(nèi) 部粗紗之間傳遞縱向負(fù)載。
優(yōu)選是，樹(shù)脂暴露于內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗的外表面上。 優(yōu)選是，外表面部分沒(méi)有安裝在樹(shù)脂外表面上的粘接外部粗糙化 元件。
優(yōu)選是，在外表面部分處，樹(shù)脂在內(nèi)部和纏繞粗紗沒(méi)有外部壓力 時(shí)進(jìn)行固化，這樣，當(dāng)樹(shù)脂固化時(shí)，外表面的形狀只由內(nèi)部和纏繞粗 紗的形狀來(lái)限定。
優(yōu)選是，桿包括至少一個(gè)附加外表面部分，在該附加外表面部分 處，樹(shù)脂以及內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗進(jìn)行壓縮，以便形成多邊形橫截面， 用于與相應(yīng)形狀的夾具接合，桿可以通過(guò)該夾具而繞桿的縱向軸線旋 轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種增強(qiáng)桿，它包括 一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置； 至少一個(gè)粗紗的第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向而繞內(nèi)部粗 紗纏繞；
至少一個(gè)粗紗的第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏繞方向而繞 內(nèi)部粗紗纏繞；
樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗，以便形成通過(guò)滲透樹(shù) 脂而成一體的結(jié)構(gòu)；
桿具有外表面，該外表面沿桿的整個(gè)長(zhǎng)度；
在外表面處，內(nèi)部粗紗有在第一和第二纏繞粗紗之間的部分，在 固化過(guò)程中，該部分通過(guò)由纏繞粗紗施加的拉伸而暴露和向外凸出；
該凸出部分限定了桿的外表面部分的組成部分，因此該外表面部 分粗糙和暴露，以便與要增強(qiáng)的材料接合，從而在要增強(qiáng)的材料和內(nèi) 部粗紗之間傳遞縱向負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種增強(qiáng)桿，它包括
7一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置； 至少一個(gè)粗紗的第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向而繞內(nèi)部粗
紗纏繞；
至少一個(gè)粗紗的第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏繞方向而繞 內(nèi)部粗紗纏繞；
樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗，以便形成通過(guò)滲透樹(shù) 脂而成一體的結(jié)構(gòu)；
桿具有笫一外表面部分，該第一外表面部分沿桿的第一長(zhǎng)度部分 延伸；
桿具有至少一個(gè)第二外表面部分，該第二外表面部分沿桿的第二 長(zhǎng)度部分延伸；
其中，在該至少一個(gè)第二外表面部分處，樹(shù)脂以及內(nèi)部粗紗和纏 繞粗紗進(jìn)行壓縮，以便形成多邊形橫截面，用于與相應(yīng)形狀的夾具接 合，桿能夠通過(guò)該夾具而繞桿的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。


圖l是本發(fā)明的增強(qiáng)桿的一部分的側(cè)視圖。 圖2是沿圖1中的線2-2的剖視圖。 圖3是更大比例的、類(lèi)似于圖2的剖視圖。 圖4是沿圖1中的線4-4的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中表示了總體以IO表示的增強(qiáng)桿，該增強(qiáng)桿有沿該桿的大 部分長(zhǎng)度延伸的第一分段11以及沿該桿的一部分長(zhǎng)度延伸的第二分 段12。桿大致形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，這樣，第一和第二分段交替重復(fù)。相對(duì) 于主要分段l的長(zhǎng)度，第二分段的長(zhǎng)度通常只包括較短部分，這樣， 例如主要分段可以為12英尺長(zhǎng)，而第二分段只有6"長(zhǎng)。
增強(qiáng)桿只是由樹(shù)脂材料14形成，該樹(shù)脂材料14滲透通過(guò)至增強(qiáng) 纖維分段，該增強(qiáng)纖維包括縱向增強(qiáng)纖維15和纏繞增強(qiáng)纖維16、 17?？v向增強(qiáng)纖維15構(gòu)成結(jié)構(gòu)的主要體積，因此，通常纖維含量可以 構(gòu)成為這樣，縱向纖維占90至97%，而纏繞纖維占3至10%，其中， 樹(shù)脂含量可以為大約20至30%重量。
在部分11的區(qū)域中的結(jié)構(gòu)通過(guò)拉擠成形處理而形成，沒(méi)有對(duì)任何 纖維進(jìn)行任何壓縮。因此，當(dāng)形成時(shí)，由縱向纖維15形成的內(nèi)部芯以 及外部纏繞件16和17都不經(jīng)過(guò)模具結(jié)構(gòu)，這樣，它們自由地占據(jù)它 們的位置(該位置由材料中的拉伸作用來(lái)確定)。
樹(shù)脂可以是在并不加熱的情況下凝固的兩部分樹(shù)脂，但更優(yōu)選是 熱固性樹(shù)脂，它通過(guò)多種可用的加熱技術(shù)中的任意一種來(lái)加熱，例如 微波加熱、強(qiáng)制空氣加熱、紅外線加熱、RF加熱或者感應(yīng)加熱(在 感應(yīng)加熱中，至少一個(gè)金屬纖維包括在結(jié)構(gòu)中，以便吸收電磁能量。 因此，熱量施加給該結(jié)構(gòu)，以便在加熱裝置不與結(jié)構(gòu)接觸的情況下進(jìn) 行樹(shù)脂的固化。這樣，第一分段11中的纖維自由地占據(jù)它們的位置(該 位置取決于它們的拉伸)，且它們占據(jù)在樹(shù)脂內(nèi)的位置，這樣，樹(shù)脂穿 過(guò)縱向纖維和纏繞纖維而延伸。
為了實(shí)現(xiàn)這種情況(其中，樹(shù)脂14向外延伸至外表面18，并滲 透通過(guò)所有纖維)，優(yōu)選是，縱向纖維和纏繞纖維都利用染浴或浸入處 理來(lái)潤(rùn)濕，這樣，纖維在進(jìn)入成形系統(tǒng)之前完全由樹(shù)脂包圍，該成形 系統(tǒng)大致如上所述和在本發(fā)明人的上述美國(guó)專(zhuān)利中更詳細(xì)所示，該美 國(guó)專(zhuān)利的內(nèi)容被本文參引。
纖維的潤(rùn)濕保證樹(shù)脂滲透通過(guò)外表面18的整個(gè)結(jié)構(gòu)。
沒(méi)有由任何形式的模具(縱向纖維的芯穿過(guò)該模具)提供的任何 壓縮將保證纏繞纖維16和17向縱向纖維的、與纏繞纖維接觸的那些 部分施加壓力，從而將這些縱向纖維向內(nèi)擠壓，并使得在分段19中的 縱向纖維凸出。因此，在每個(gè)纏繞纖維帶之間有一部分縱向纖維受擠 壓和向外凸出，這樣，它凸出至優(yōu)選是從纏繞纖維的外表面稍微伸出 (proud of)的位置。
當(dāng)然，纏繞纖維通過(guò)螺旋纏繞作用而沿縱向方向間開(kāi)，這樣，纏 繞纖維的寬度小于凸出中間分段19的寬度。通常，纏繞纖維沿每個(gè)方向可以間開(kāi)大約1至3英寸。不過(guò)，可 以使用更寬或更窄的間距，只要縱向纖維合適控制和有足夠空間來(lái)保 證在纏繞纖維之間凸出。
纏繞纖維可以在單頭纏繞處理中纏繞為單粗紗，或者在多頭纏繞 處理中應(yīng)用為多粗紗。在這樣的多頭處理中，并排的多個(gè)粗紗可以在 3至10的范圍內(nèi)。粗紗的數(shù)目或者粗紗在纏繞位置處的厚度可以根據(jù) 芯的直徑而變化。
纏繞動(dòng)作沿兩個(gè)方向進(jìn)行，這樣，纏繞纖維在它們交叉時(shí)相互交 疊，例如在20處所示。這樣，凸出分段在正視圖中為大致菱形形狀， 并在頂部和底部受到纏繞纖維的纏繞動(dòng)作的擠壓。因此，凸出分段19 為單獨(dú)的，并由纏繞纖維分開(kāi)，且縱向纖維還通過(guò)在凸出分段的頂部 和底部纏繞而適當(dāng)?shù)匕ê捅３衷诮Y(jié)構(gòu)中。
提供纏繞件或沿兩個(gè)方向?qū)ΨQ(chēng)地提供纏繞件將包含和定位內(nèi)部縱 向粗紗，并即使當(dāng)施加拉伸力時(shí)也沿縱向方向保持它們。因此，縱向 纖維沿縱向方向的全部強(qiáng)度得到保持，并不由于縱向纖維的任何扭絞 趨勢(shì)而減少或損失。縱向纖維的任何這種扭絞可能通過(guò)連續(xù)向不同纖 維施加負(fù)載導(dǎo)致連續(xù)失效而明顯降低強(qiáng)度。此外，沿相反方向的纏繞 將調(diào)和沿兩個(gè)方向施加在棒上的力矩。
因此，凸出分段19存在于外表面18上，用于與埋入桿的材料接 合。這樣，當(dāng)要增強(qiáng)的材料是混凝土?xí)r，混凝土環(huán)繞增強(qiáng)桿凝固，并 與凸出分段19接合。因此，從混凝土至增強(qiáng)桿的縱向負(fù)載將傳遞給凸 出分段19,而不僅僅傳遞給纏繞分段16和17。纏繞分段由于它們與 縱向方向的角度而與縱向和連續(xù)的縱向纖維相比承受縱向拉伸的能力 較小。因此，負(fù)載沿縱向方向傳遞給凸出分段19將保證負(fù)載傳遞給縱 向纖維中，而避免傳遞給可能縱向運(yùn)動(dòng)或從外表面18剝離的元件。凸 出分段19當(dāng)然不能縱向運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪强v向纖維的一部分。
因此，外表面還可以沒(méi)有附加粘接凸出元件例如粗砂或砂，該粗 砂或砂通常施加在這些增強(qiáng)桿的外表面上。
樹(shù)脂滲透通過(guò)縱向纖維和纏繞纖維至外表面18將保證纏繞纖維有效粘接在結(jié)構(gòu)中。
第二分段12周期性地沿桿形成，因?yàn)樗ㄟ^(guò)在夾持模具內(nèi)夾持桿 的一部分而形成。夾持模具可以在結(jié)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)與該結(jié)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)， 或者當(dāng)產(chǎn)生夾持作用時(shí)該運(yùn)動(dòng)可能停止，并在夾持位置產(chǎn)生固化。通 常，夾持分段將在桿的其余部分運(yùn)動(dòng)進(jìn)入加熱分段以便完成固化作用 之前形成。夾持模具的內(nèi)表面形成為多邊形，例如正方形，并擠壓纏 繞纖維和縱向纖維，以便使它們形成所需的外部形狀22，如圖4中所 示。夾持作用將纖維擠壓在一起，并可能由于從結(jié)構(gòu)擠壓樹(shù)脂而減小 橫截面面積?？v向纖維穿過(guò)夾持分段延伸，纏繞纖維也穿過(guò)夾持分段 延伸，如圖4中所示。因此，沿兩個(gè)纏繞方向的纏繞纖維都在多邊形 的第二分段12處夾入結(jié)構(gòu)中。
作為多邊形形狀的代替形式，可以使用任意其它非圓形，例如壓 縮的扁平形狀。
作為還一可選形式，粗糙筋可以形成有穿過(guò)纖維的孔，以便提供 用于錨固的連接。
因此，第二分段12形成為這樣，桿可以通過(guò)夾具或其它夾持元件 來(lái)夾住，這樣，桿可以在它與特殊環(huán)境隔離時(shí)繞它的軸線旋轉(zhuǎn)。纖維 16和17的纏繞保證在第二分段12處的旋轉(zhuǎn)通過(guò)這些纏繞分段16和 17而轉(zhuǎn)變成力矩傳遞給桿的整個(gè)長(zhǎng)度。
在使用這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例中，桿可以插入在采礦位置的巖石中 鉆出的孔內(nèi)，且鉆出的孔充滿合適樹(shù)脂。通過(guò)桿的旋轉(zhuǎn)(夾持笫二分 段12和使得第一分段11旋轉(zhuǎn))而在樹(shù)脂中引起的攪拌作用使得樹(shù)脂 在由凸出分段19引起的有效攪拌作用中擴(kuò)展通過(guò)周?chē)目?。因此，桿 能夠在鉆出的孔中粘接就位，以便作為在例如礦井的頂板區(qū)域處的、 用于采礦結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)件。
在使用這種增強(qiáng)桿的另一代替形式中，鉆尖可以安裝在一個(gè)分段 12處，且桿在另一分段12處進(jìn)行夾持，從而使得桿能夠與鉆尖一起 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)引起鉆孔作用，從而在桿引起鉆孔的同時(shí)將該桿直接驅(qū)動(dòng) 進(jìn)入鉆孔中。然后，桿可以保持就位，且鉆尖選擇為一次性類(lèi)型，這
ii樣，它可以丟棄在孔中。
還有，通過(guò)在樹(shù)脂中設(shè)置有纏繞纖維16和17而引起的、在桿的 多邊形分段12和主要部分之間的直接連接使得能夠在多邊形分段和 主要分段ll之間傳遞負(fù)載。
這里所述的布置明顯有利的是它提供了改進(jìn)的嵌入強(qiáng)度，該嵌入 強(qiáng)度是在計(jì)算增強(qiáng)桿在混凝土中的參數(shù)時(shí)使用的因數(shù)。因此，外表面 的形狀(沿兩個(gè)方向纏繞，縱向股線凸出)提供了更高程度的、與粘 附材料(混凝土或環(huán)氧樹(shù)脂)的連接。該更高機(jī)械粘接轉(zhuǎn)變成較高嵌 入強(qiáng)度。
這里所述的布置明顯有利的是它提供了改進(jìn)的縫隙寬度控制?？p 隙寬度的測(cè)量值是在計(jì)算增強(qiáng)桿在混凝土中的參數(shù)時(shí)使用的另 一 因 數(shù)，目的是保持較低的縫隙寬度系數(shù)。當(dāng)對(duì)縫隙控制增強(qiáng)件進(jìn)行設(shè)計(jì) 時(shí)，該產(chǎn)品的性質(zhì)和它的較高嵌入強(qiáng)度將能夠使用更小的粘接依賴(lài)系 數(shù)(例如，砂涂覆桿使用0.8，光滑的拉擠成形桿將更大)。更低粘接 依賴(lài)系數(shù)轉(zhuǎn)變成更小縫隙寬度，或者相同縫隙寬度所需的增強(qiáng)件更少。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)桿包括一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置；至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向而繞內(nèi)部粗紗纏繞；至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏繞方向而繞內(nèi)部粗紗纏繞；樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透通過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞件，以便形成通過(guò)滲透的樹(shù)脂而成一體的結(jié)構(gòu)；桿具有外表面部分，該外表面部分至少沿桿的大部分長(zhǎng)度延伸；在外表面部分處，內(nèi)部粗紗有在一個(gè)或多個(gè)第一和第二纏繞件之間的部分，在固化過(guò)程中，該部分通過(guò)由一個(gè)或多個(gè)纏繞件施加的拉伸而暴露和向外凸出；該凸出部分限定了桿的外表面部分的組成部分，因此其是粗糙的和被暴露，以便與要增強(qiáng)的材料接合，從而在要增強(qiáng)的材料和內(nèi)部粗紗之間傳遞縱向負(fù)載。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的增強(qiáng)桿，其中樹(shù)脂暴露于內(nèi)部粗紗和 纏繞粗紗的外表面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)桿，其中外表面部分沒(méi)有安裝在 樹(shù)脂外表面上的粘接外部粗糙化元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一個(gè)所述的增強(qiáng)桿，其中在外表 面部分處，樹(shù)脂在內(nèi)部和纏繞粗紗沒(méi)有外部壓力時(shí)被固化，這樣，當(dāng) 樹(shù)脂固化時(shí)，外表面的形狀只由內(nèi)部和纏繞粗紗的形狀來(lái)限定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一個(gè)所述的增強(qiáng)桿，其中桿包括 至少一個(gè)附加外表面部分，在該附加外表面部分處，樹(shù)脂以及內(nèi)部粗 紗和纏繞粗紗被壓縮，以便形成多邊形橫截面，用于與相應(yīng)形狀的夾 具接合，桿通過(guò)該夾具而繞桿的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
6. —種增強(qiáng)桿包括一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置；至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向 而繞內(nèi)部粗紗纏繞；至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏 繞方向而繞內(nèi)部粗紗纏繞；樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞件，以便形成通過(guò)滲透樹(shù)脂 而成一體的結(jié)構(gòu)；桿具有外表面，該外表面沿桿的整個(gè)長(zhǎng)度；在外表面處，內(nèi)部粗紗有在一個(gè)或多個(gè)第一和第二纏繞件之間的 部分，在固化過(guò)程中，該部分通過(guò)由一個(gè)或多個(gè)纏繞件施加的拉伸而 暴露和向外凸出；該凸出部分限定了桿的外表面部分的組成部分，因此其是粗糙的 和被暴露，以便與要增強(qiáng)的材料接合，從而在要增強(qiáng)的材料和內(nèi)部粗 紗之間傳遞縱向負(fù)載。
7. —種增強(qiáng)桿包括一系列內(nèi)部的增強(qiáng)纖維粗紗，它們相對(duì)于桿縱向布置； 至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第一螺旋纏繞件，它沿第一纏繞方向而繞內(nèi)部粗紗纏繞；至少一個(gè)粗紗的一個(gè)或多個(gè)第二螺旋纏繞件，它沿相對(duì)的第二纏繞方向而繞內(nèi)部粗紗纏繞；樹(shù)脂，該樹(shù)脂滲透過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞件，以便形成通過(guò)滲透樹(shù)脂 而成一體的結(jié)構(gòu)；桿具有第一外表面部分，該第一外表面部分沿桿的第一長(zhǎng)度部分 延伸；桿具有至少一個(gè)第二外表面部分，該第二外表面部分沿桿的第二 長(zhǎng)度部分延伸；其中，在該至少一個(gè)第二外表面部分處，樹(shù)脂以及內(nèi)部粗紗和一 個(gè)或多個(gè)纏繞件進(jìn)行壓縮，以便形成多邊形橫截面，用于與相應(yīng)形狀 的夾具接合，桿能夠通過(guò)該夾具而繞桿的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種復(fù)合材料增強(qiáng)桿通過(guò)提供纖維股線粗紗的增強(qiáng)材料供給源、樹(shù)脂供給浴池和用于拉動(dòng)樹(shù)脂浸漬增強(qiáng)材料經(jīng)過(guò)樹(shù)脂浴池的拉動(dòng)器而形成。增強(qiáng)纖維包括一系列沿桿縱向的內(nèi)部粗紗，并有至少一個(gè)粗紗的第一和第二螺旋纏繞件，該第一和第二螺旋纏繞件沿相反纏繞方向纏繞內(nèi)部粗紗。樹(shù)脂滲透通過(guò)內(nèi)部粗紗和纏繞粗紗至外表面，其中，內(nèi)部粗紗有在第一和第二纏繞粗紗之間的部分，在固化過(guò)程中，該部分通過(guò)由纏繞件施加的拉伸而暴露和向外凸出，同時(shí)該凸出部分限定了桿的外表面部分的組成部分，因此該外表面部分粗糙和暴露，以便與要增強(qiáng)的材料接合，從而在要增強(qiáng)的材料和內(nèi)部粗紗之間傳遞縱向負(fù)載。
文檔編號(hào)E04C5/00GK101680226SQ200780052722
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
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