一种形状记忆合金干涉配合螺接组件的制作方法

文档序号:13442521阅读:353来源:国知局
一种形状记忆合金干涉配合螺接组件的制作方法

本发明涉及形状记忆合金干涉配合螺接组件。



背景技术:

干涉连接是指装配后的钉杆直径大于装配前孔径的一种连接方式,干涉连接在疲劳寿命和密封性方面均优于普通连接。

通常应用干涉连接的螺栓为钛合金高锁螺栓,其具有连接可靠、重量轻、可控预载荷、高疲劳寿命等特点,在飞机装配中得到了广泛的应用。大型客机c919的机翼壁板连接中采用了大量的钛合金高锁螺栓干涉连接,钛合金高锁螺栓起到减轻飞机重量和提高疲劳寿命的双重效果。目前干涉连接中存在的主要缺点,例如:干涉量小、干涉量不均匀、凸瘤现象、通常装配采用压入式,所需安装空间大、螺栓连接在承受一定的载荷后,螺接组件会产生松动等。



技术实现要素:

本发明针对上述技术问题,提出一种可有效解决普通干涉配合螺栓存在干涉量小、干涉量不均匀现象以及连接过程出现凸瘤等缺点,同时有效防止螺接组件受载荷发生松动现象的形状记忆合金干涉配合螺接组件。

为达到以上目的,可通过以下技术方案实现:

一种形状记忆合金干涉配合螺接组件,包括:形状记忆合金螺栓和与形状记忆合金螺栓螺纹配合的形状记忆合金螺母;

其中,形状记忆合金干涉配合螺接组件加热回复前螺栓直径小于被连接孔直径0.01-0.5mm;形状记忆合金干涉配合螺接组件加热回复后与被连接光孔属于干涉连接,干涉量为1-3%,其中干涉量可通过改变螺栓的轴向预延伸量实现。

进一步的,形状记忆合金材料为ti-ni;采用ti-ni材质的形状记忆合金螺栓轴向延伸量为7-12%,可回复应变为6-8%,形状记忆合金螺母扩径量为7-12%,可回复应变为6-8%,此时螺接组件变形后需保温在液氮中,低温下完成装配后,螺接组件恢复至室温,即可行成干涉连接。

进一步的,形状记忆合金材料为fe-mn-si,采用fe-mn-si材质的形状记忆合金螺栓轴向延伸量为4-10%,可回复应变为1-3%,形状记忆合金螺母扩径量为4-10%,可回复应变为1-3%,此时螺接组件变形后室温下保存,使用后需将螺接组件加热至350-500℃,保温10-15min,冷却至室温,即可行成干涉连接。

特别地,形状记忆合金螺栓轴向延伸量可通过改变拉伸机工作位移实现,具体为,将毛坯件固定于拉伸机夹头两端,控制夹头的轴向工作位移近而得到不同轴向延伸量的试件,将拉伸后的形状记忆合金试件经机加工成形状记忆合金螺栓;形状记忆合金螺母扩径量可选择不同的扩径杆来实现,具体为,将空心外六角毛坯件放置在专用扩孔磨具上,根据不同变形量的扩径杆实现螺母的不同预变形,将扩径后的空心外六角试件经机加工成与螺栓外螺纹配合的内螺纹,得到形状记忆合金螺母。

本发明具有如下优点:通过材料的逆相变实现均匀干涉连接,避免由于压入式安装产生的干涉量不均匀以及出现凸瘤等缺陷。安装前,螺栓与被连接光孔是间隙配合,安装完成后,螺栓与被连接件光孔形成均匀干涉连接。ti-ni逆相变温度为常温,fe-mn-si逆相变加热回复温度为350-500℃,可以避免使用明火;基于材料本身相变特性来完成防松螺栓的效果,材料回复力大,防松效果可靠。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明与上述其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

本发明共5张附图,其中:

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为径向扩径变形示意图;

图3为本发明的形状记忆合金螺栓放入被连接件光孔示意图;

图4为本发明的形状记忆合金螺栓装配螺母后示意图;

图5为本发明的形状记忆合金螺接组件回复时力学分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细的阐述,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明记载的一些实施案例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1和图2所示,一种形状记忆合金干涉配合螺接组件,包括:形状记忆合金螺栓1和与形状记忆合金螺栓螺纹配合的形状记忆合金螺母2;

形状记忆合金螺栓1包括与被连接件接触的螺栓头部1-1;与被连接光孔(指被连接件预设的连接通孔)行成干涉配合的光杆部1-2;与螺母螺纹连接的螺纹部1-3。形状记忆合金螺母2结构包括与形状记忆合金螺栓螺纹部连接的内螺孔和与扳手固定的外柱体。

其中,形状记忆合金干涉配合螺接组件加热回复前螺栓直径小于被连接孔直径0.01-0.5mm;形状记忆合金干涉配合螺接组件加热回复后与被连接光孔属于干涉连接,干涉量为1-3%。

进一步的,形状记忆合金材料为ti-ni;采用ti-ni材质的形状记忆合金螺栓轴向延伸量为7-12%,可回复应变为6-8%,形状记忆合金螺母扩径量为7-12%,可回复应变为6-8%,此时螺接组件变形后需保温在液氮中,低温下完成装配后,螺接组件恢复至室温,即可行成干涉连接。

进一步的,形状记忆合金材料为fe-mn-si,采用fe-mn-si材质的形状记忆合金螺栓轴向延伸量为4-10%,可回复应变为1-3%,形状记忆合金螺母扩径量为4-10%,可回复应变为1-3%,此时螺接组件变形后室温下保存,使用后需将螺接组件加热至350-500℃,保温10-15min,冷却至室温,即可行成干涉连接。

如图3所示,形状记忆合金干涉螺接组件使用时,将形状记忆合金螺栓1放入被连接件的光孔(预设连接孔)中;此时形状记忆合金螺栓1与被连接件3为间隙配合,如图4所示,将形状记忆合金螺母2旋入伸出于被连接件的光孔(预设连接孔)端部的螺纹部1-3,使用预紧扳手旋紧形状记忆合金螺母2,直至达到设定的预紧力,然后对形状记忆合金干涉螺接组件进行加热,形状记忆合金由于逆相变作用,如图5所示,一方面,形状记忆合金螺栓1会发生形状记忆回复,轴向变短,直径变大,形状记忆合金螺栓1与被连接件4的光孔(预设连接孔)行成均匀干涉连接;另一方面,形状记忆合金螺母2会发生形状记忆回复,直径变小,如图5所示箍紧形状记忆合金螺栓1,防止形状记忆合金干涉螺接组件在受载荷过程中发生松动现象。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种形状记忆合金干涉配合螺接组件,包括:形状记忆合金螺栓和与形状记忆合金螺栓螺纹配合的形状记忆合金螺母;将拉伸预变形后的螺栓毛坯加工成标准外螺纹,将扩孔预变形后的螺母毛坯加工成与螺栓连接的标准内螺纹,螺接组件与被连接件完成装配后,对整体进行加热,形状记忆合金螺栓受热回复,螺栓长度减小,螺栓直径均匀变大,与被连接孔行成均匀干涉,避免出现干涉凸瘤等缺点;形状记忆合金螺母受热回复,螺母直径均匀减小,箍紧螺栓,防止螺接组件长期工作出现松动现象。

技术研发人员:林成新;姜东;刘志杰
受保护的技术使用者:大连海事大学
技术研发日:2017.08.31
技术公布日:2018.01.12
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