一种具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头的制作方法

本实用新型涉及一种形状记忆合金管接头，特别是一种具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头，该形状记忆合金管接头利用形状记忆合金加热时的记忆回复特性，通过形状记忆合金管接头内脊与被接管表面接触的压应力，使得被接管外径产生一定程度的塑形变形，从而达到高强紧固连接性能。

背景技术：

形状记忆合金具有优异的形状记忆性能，此外，还具有良好的机械性能和加工性能，目前利用TiNi基记忆合金制成的记忆合金管接头在液压管路、石油管道、气体管路中得到了广泛应用。形状记忆合金管接头的工作原理简述如下：将形状记忆合金管接头在马氏体相变温度下进行扩径变形，扩径变形后的形状记忆合金管接头的内径略大于被连接管的外径，将形状记忆合金管接头和被接管间隙装配完成后，加热形状记忆合金至马氏体逆相变完成温度后，形状记忆合金管接头发生记忆回复而收缩，从而实现与被连接管路的紧固密封连接。通常根据管路连接强度和密封等级的要求，在形状记忆合金管接头内表面加工凸脊或涂覆镀层来提高连接强度和密封性能。

在一些高压的液压管路连接中，沿管路方向承受很大的载荷，此外管路还承受冲击、震动等恶劣的外部环境的作用，因此需要形状记忆合金管接头与被接管之间有很高的连接强度。在传统的形状记忆合金管接头设计中，通常可增加形状记忆合金管接头的壁厚、长度，或者优化内脊尺寸来提高连接强度，但增加形状记忆合金管接头的壁厚或长度会大大增加形状记忆合金管接头的加工和低温扩径难度，此外，有时候由于安装空间或减重需要不允许增加形状记忆合金管接头壁厚或长度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供一种具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头。在原有的形状记忆合金管接头基础提出新的设计方案，实现形状记忆合金管接头与被连接管之间高强紧固连接的目的。

为实现所述目的，本实用新型是通过以下技术方案达到的：

一种具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头，包括形状记忆合金管接头本体，所述的形状记忆合金管接头本体的外侧设置凸台，所述的凸台在形状记忆合金管接头本体的两端对称分布，所述的形状记忆合金管接头本体的内侧设置内脊，所述的内脊位于凸台的内侧，内脊呈倒梯形，内脊与形状记忆合金管接头本体的内壁形成的底角α为45-90°。

所述的形状记忆合金管接头本体的两端，每端可以设置单个或多个凸台；每个凸台下可以设置单个或多个内脊。

优选的，内脊与形状记忆合金管接头本体内壁向形状记忆合金管接头中部延伸方向形成的底角α为45-90°，即内脊均向形状记忆合金管接头中部倾斜。

优选的，每个内脊与形状记忆合金管接头本体的内壁形成的底角α相同。

本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头，利用形状记忆合金的记忆性能，在形状记忆合金管接头的外表面加工凸台，在凸台的下方加工往形状记忆合金管接头倾斜的梯形内脊，凸台处壁厚较厚，起到提高连接强度的作用，此外，倾斜的梯形内脊倾斜方向与被接管路轴向拉伸载荷方向相反，可进一步提高连接强度的目的。

本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头具有结构简单、安装方便、可靠性高，其最大的优点是比普通形状记忆合金管接头能大大提高与被连接管之间的连接强度，可广泛高压、高可靠、高连接强度要求的液压管路连接中。

下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1为本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头结构示意图；

图2为本实用新型的形状记忆合金管接头与被接管紧固连接配合示意图。

主要附图标记说明：

1 形状记忆合金管接头本体 1-1 凸台

1-2 内脊 2 被接管

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头包括形状记忆合金管接头本体1，设置于形状记忆合金管接头本体1上的外凸台1-1和设置于形状记忆合金管接头本体1内的内脊1-2。凸台1-1在形状记忆合金管接头本体1的左右两端对称分布，每端可以是单个或多个，形状记忆合金管接头本体1内侧的内脊1-2位于凸台1-1的下方，每个凸台1-1下可以为单个或多个内脊1-2，内脊1-2的横截面呈倒梯形，内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1的内壁之间形成的底角α为45-90°。

本实施例中，内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1内壁向形状记忆合金管接头中部延伸方向形成的底角α为45-90°，即内脊1-2均向形状记忆合金管接头中部倾斜；各内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1的内壁形成的底角α相等。应用时，实际载荷沿记忆合金管接头两端方向，而底角α向记忆合金管接头中部倾斜，与载荷方向相反，起到提高连接强度的作用。

本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头与被接管紧固连接装配及其提高紧固连接强度的原理如下：

(1)根据管路紧固连接要求设计形状记忆合金管接头本体1和被接管2的大小尺寸。

(2)将扩径好的形状记忆合金管接头本体1采用机械加工的方法加工凸台1-1和内脊1-2，加工好的形状记忆合金管接头如图1所示，对形状记忆合金管接头在马氏体温度下扩径变形。

(3)将扩径后的形状记忆合金管接头与被接管2间隙配合，加热管接头，由于形状记忆合金管接头的记忆效应发生回复，管径收缩并产生很大的回复力，内脊1-2的尖端与被接管2的外壁接触并发生一定程度的塑性变形，接触面上大的压应力使得形状记忆合金管接头与被接管2达到紧密紧固连接的目的。

(4)该具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头提高连接强度的原理：在凸台1-1处的壁厚较厚，收缩时能产生更大的径向回复应力传递至内脊1-2，从而内脊1-2与被接管2外表面能产生更大的塑性变形，从而提高连接强度。此外，内脊1-2与形状记忆合金管接头中部的水平线形成的底角α为45-90°，因此，内脊1-2与被接管2外表面之间产生的塑性变形，由于内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1内壁形成的底角α为45-90°，当在被接管2受到沿形状记忆合金管接头本体1两端方向轴向拉伸载荷时，内脊1-2产生与载荷相反方向的作用力，从而进一步提高形状记忆合金管接头与被接管2之间的连接强度。

下面以一个具体的实施例来说明本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头的作用和优点。

如图1所示，本实施例具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头，包括形状记忆合金管接头本体1，所述的形状记忆合金管接头本体1的外侧设置凸台1-1，凸台1-1在形状记忆合金管接头本体1的两端对称分布，每端设置一个凸台1-1，形状记忆合金管接头本体1的内侧设置内脊1-2，内脊1-2位于凸台1-1的内侧，每个凸台1-1下设置2个内脊，内脊1-2呈倒梯形，内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1的内壁形成底角α为70°。2为被接管。

本实用新型的具有高强度紧固连接性能的形状记忆合金管接头与普通形式形状记忆合金管接头连接强度的性能对比：

(1)设计本实用新型的形状记忆合金管接头本体1和普通形状记忆合金管接头。本实用新型的形状记忆合金管接头本体1和普通形状记忆合金管接头具有相同的内径和长度，将它们在马氏体温度下低温扩经变形后内径均为10.10mm，长度为30mm。本实用新型的形状记忆合金管接头本体1和普通形状记忆合金管接头相比：壁厚均为2.2mm，但本实用新型的形状记忆合金管接头本体1左右两端分别多出一个凸台1-1，凸台1-1的高度为1.00mm，长度为6.50mm。在两端每个凸台1-1下均加工2个内脊1-2，普通形状记忆合金管接头的内脊为45°等腰梯形，本实用新型的形状记忆合金管接头的内脊1-2与普通形状记忆合金管接头的内脊宽度和高度相等，但倾斜角度为70°，即内脊1-2与形状记忆合金管接头本体1的内壁之间形成的一个底角为70°。

(2)将扩径好的本实用新型的形状记忆合金管接头和普通形状记忆合金管接头分别与外径10.00mm的相同TA18钛合金管材相连装配并加热回复。如图2所示，为本实用新型的形状记忆合金管接头与被接管2紧固连接配合示意图。

(3)测试本实用新型的形状记忆合金管接头和普通形状记忆合金管接头分别与TA18钛合金连接管路的连接强度，结果表明：本实用新型的形状记忆合金管接头与TA18钛合金连接管路的连接强度为11850N，普通形状记忆合金管接头与TA18钛合金连接管路的连接强度为8120N，由此可见，本实用新型的形状记忆合金管接头可大大提高与管路连接的连接强度，可广泛应用于高压、高可靠、高连接强度要求的液压管路连接中。

记忆合金管接头两端分别连接一根被接管，连接好的管路中通常充满高压油，即产生很大的沿记忆管接头两端方向的载荷，为确保管路可靠性，需要提高记忆合金管接头与被接管之间的连接强度。实际载荷沿记忆合金管接头两端方向，而底角α向记忆合金管接头中部倾斜，与载荷方向相反，起到提高连接强度的作用。