一种SMA自锚螺栓的制作方法

本实用新型涉及一种sma自锚螺栓，属于sma螺栓连接技术领域。

背景技术：

钢管混凝土结构梁柱节点为梁腹板和翼缘与柱管壁焊接或螺栓连接，在钢柱壁和梁翼缘连接的位置设置环板以传递梁端弯矩，并加强节点的刚度。而钢管混凝土柱与钢梁连接采用传统螺栓连接节点时，要达到节点和梁柱构件等强，则需要大量的高强螺栓，会造成螺栓布置困难，现场螺栓紧固的工作量庞大等问题，且钢管结构构件中存在手无法越过的遮挡部位，要进入到钢管柱内部拧紧螺栓非常困难。

形状记忆合金(shapememoryalloys，sma)是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料，由于其有着能够记忆变形的特点，还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。但现有的sma自锚螺栓需要十分精确的螺杆外径和孔洞内径，对于施工现场条件十分苛刻。

如果能在不破坏钢管其他部位的前提下，完成高强度螺栓连接，则可大大减少使用具有高度技术要求的焊工等技术力量，能够用比较简单的方法保证节点连接的质量，节省施工工程量和人工费用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型是一种可以解决上述问题的sma自锚螺栓。通过合理的构造设计能够实现该螺栓与国内外标准螺栓相近甚至相同的力学性能，包括抗拉、抗剪承载力等；其次，本实用新型可以从单侧实现紧固作业而不破坏钢管，施工简单方便，焊接量极小，适用于结构工程领域，具有很大的应用前景。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种sma自锚螺栓，包括上螺母、下螺母、螺杆、sma套筒；在螺杆上部和下部设有外螺纹，中部外侧设有数个限位凸楞；在螺杆上部外螺纹处螺合连接有上螺母，在螺杆中部套设有sma套筒，在螺杆下部螺纹处螺合连接有下螺母；将sma套筒从螺杆下部套入与限位凸楞顶接。

sma套筒为多瓣形状，多瓣形状至少是3瓣以上。

限位凸楞数量与sma套筒的瓣数相同，限位凸楞构成的圆周直径与sma套筒圆周直径相同。

sma套筒采用由ti-ni、ti-ni-nb、ti-ni-fe合金加工而成。

sma套筒为多瓣形状，每一瓣端部具有斜面，多瓣形状张开后使斜面与连接件表面实现面接触。

螺杆上套设有连接件和垫圈，上螺母将垫圈和连接件紧固到sma套筒的多瓣形状端部是。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型sma自锚螺栓连接构造简单可靠，在一定程度上简化了以往繁琐的施工安装程序，降低焊接作业量，实现了螺栓的自锚，在土木工程、机械领域的构件装配中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型一种sma自锚螺栓示意图。

图2为本实用新型一种sma自锚螺栓工作示意图。

图3为本实用新型一种sma自锚螺栓分解图。

具体实施方式

下面结合附图1-3和实施例对本实用新型作进一步描述。但不能将它们理解为对本实用新型的保护范围的限定。

本实用新型是一种sma自锚螺栓，包括上螺母1、下螺母2、螺杆3、sma套筒4；在螺杆3上部和下部设有外螺纹，中部外侧设有数个限位凸楞31；在螺杆3上部外螺纹处螺合连接有上螺母1，在螺杆3中部套设有sma套筒4，在螺杆3下部螺纹处螺合连接有下螺母2；将sma套筒4从螺杆3下部套入与限位凸楞31顶接。

sma套筒设置于连接件的所需连接部位，下螺母2位于sma套筒顶部，螺杆设置于连接件预留孔洞中，下螺母2与上螺母1分别位于螺杆两侧，下螺母2与sma套筒位于螺杆的一侧，上螺母1位于螺杆的另一侧，平垫圈设置于上螺母1的作用处。

进一步地，所述sma套筒进入预留空洞前包裹住螺杆，sma套筒可以随意进出预留孔洞，进入预留孔洞后可以改变自身影响半径，向外拉伸螺栓以保证sma套筒张开后抵住连接件内壁，使其固定住螺杆在孔洞的位置，所述螺杆另一侧用垫圈和螺母夹紧，从而使所需连接构件形成整体。

进一步地，所述螺母包括两种直径大小不同的螺母，分别置于螺杆的两侧，直径小于预留孔洞直径的一种作用于sma套筒一侧，为下螺母2，位置固定不改变，直径大于预留孔洞直径的一种作用于平垫圈一侧，为上螺母1。

进一步地，所述平垫圈可以使螺母更好的进行力的传递，增大摩擦力。

进一步地，所述sma套筒低温时将花瓣加工成筒状，装配时加热该套筒使花瓣张开，花瓣外径大于预留孔洞直径。

进一步地，所述螺杆为变截面螺杆，截面直径根据空洞直径大小进行选择。

进一步地，所述上螺母1，按照高强度摩擦型螺栓设计，根据需要改变螺母数量。

进一步地，所述下螺母2，做成自锁螺母，根据需要改变螺母数量。

进一步地，所述平垫圈为粗糙表面。

i-ni-fe等合金加工制成的单程sma花瓣状套筒，在低于马氏体相变结束温度mf时，将花瓣收紧形成具有单一取向的有序马氏体的元件，当将其加热到奥氏体相变结束温度af以上时，由于合金的记忆恢复特性，花瓣就会张开，旋紧无套筒一侧螺母，使套筒该侧螺母承受螺杆方向的轴向力，实现sma螺栓与工件的紧密相联。

进一步地，所述sma套筒的花瓣尾部做成一定角度的斜面，花瓣张开后，花瓣与连接件接触部位呈平面，防止局部压力过大，同时增大摩擦力。

具体过程：将螺杆3两头车出两段外螺纹；上螺母1、下螺母2分别位于螺杆3两侧，下螺母2外围直径小于预留孔洞直径，上螺母1外围直径稍大于预留孔洞直径。

先将sma套筒穿在螺杆3上(花瓣侧朝向预留孔洞一侧)，旋紧下螺母2以防止sma套筒滑出，将sma套筒滑加热至奥氏体相变结束温度af以上，向外拉紧花瓣，进一步旋紧螺母1以压紧平垫圈5，完成构建装配。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而不是局限于此说明，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。