一种基于记忆合金制造的连接组件及其装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种基于记忆合金制造的连接组件及其装配方法，基于记忆合金制造的连接组件包括杆状件，所述杆状件包括光滑段，光滑段的一端或者两端分别为连接段；在预制阶段、所述光滑段直径比与之适配的安装孔孔径大；在低温预拉伸变形阶段、所述光滑段的低温预拉伸变形量为10％‑12％；在加热升温阶段、所述光滑段与安装孔之间形成的干涉量在2％‑3.5％之间。本发明专利技术安装工艺简单、柔性高、操作空间小，杆状件与安装孔配合时不会对孔壁造成损伤，克服了传统安装工艺的弊端，并可实现均匀干涉连接、充分发挥干涉量对提高飞行器结构抗疲劳性能作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于记忆合金制造的连接组件及其装配方法
本专利技术涉及一种基于记忆合金制造的连接组件及其装配方法。
技术介绍
紧固件是航空航天等领域高端装备研发中应用最广泛、使用量最大的基础性构件，可用于各种零部件的连接和紧固，其连接质量和构件性能将直接影响飞行器的整体性能和服役疲劳寿命。干涉配合连接作为提高飞机连接结构寿命最有效的先进连接工艺之一，已经在航空航天等高端领域得到了广泛应用。干涉配合螺栓连接工艺通过螺栓杆与孔形成一定干涉，在孔周围产生较大的径向预压应力，在交变载荷作用下，使孔边缘处应力幅值显著降低，可推迟疲劳裂纹的产生和发展，从而可有效提高飞行器连接结构寿命。然而，传统的干涉配合螺栓连接采用强迫安装或冷冻安装的方法，只能达到较低的干涉量且难以实现均匀干涉；应力波安装作为一种新的安装方法，虽然能实现较高干涉的螺栓配合连接，但仍然存在凸瘤等缺陷，尤其是针对厚夹层结构和复合材料的高干涉配合，连接质量难以保证；
技术实现思路
本专利技术提供一种连接件和实现干涉配合连接的装配方法，实现上述目的的技术方案如下：一种基于记忆合金制造的连接组件，包括杆状件，所述杆状件包括光滑段，光滑段的一端或者两端分别为连接段；在预制阶段、所述光滑段直径比与之适配的安装孔孔径大；在低温预拉伸变形阶段、所述光滑段的低温预拉伸变形量为10％-12％；在加热升温阶段、所述光滑段与安装孔之间的干涉量在2％-3.5％之间。可选地，所述杆状件为记忆合金。可选地，所述记忆合金为NiTiNb基材材质。可选地，所述记忆合金为Ni47Ti44Nb9。可选地，所述连接段为螺纹段，所述螺纹段上还适配有螺母。可选地，还包括防松垫片，所述螺纹段上套接防松垫片。连接组件的装配方法，包括基于记忆合金制造的连接组件，所述杆状部与安装孔的装配步骤如下：步骤1，低温预拉伸变形：将杆状件在低温状态下进行低温预拉伸变形，使杆状件的光滑段直径在升温回复前比安装孔直径小0.01-0.05mm；步骤2，低温预拉伸变形后的杆状件装配进入安装孔内，所述杆状件与安装孔形成间隙配合；步骤3，将步骤2中低温预拉伸变形后的杆状件连同装配件一起加热升温至150℃-350℃，之后保温15-20min，在此加热升温过程中，杆状件光滑段升温回复径向膨胀，继而与安装孔的孔壁接触形成干涉配合连接。本专利技术安装工艺简单，操作空间小，杆状件与安装孔配合时不会对孔壁造成损伤，克服了传统安装工艺的弊端，可实现均匀干涉连接、充分发挥干涉量对提高飞行器结构抗疲劳性能作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为杆状件示意图；图2为板材采用双剪切搭接形式进行搭接示意图；图3为实施例一板材与杆状件组合示意图；图4为实施例一疲劳测试曲线示意图；图5为实施例一疲劳测试数据；图6为板材采用单剪切搭接形式进行搭接示意图；图7为实施例二板材与杆状件组合示意图；图8为实施例二疲劳测试曲线示意图；图9为实施例二疲劳测试数据；附图序号说明：杆状件1、光滑段10、连接段11、安装孔2、螺母3、防松垫片4、板一5、板二6、板三7。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的至少一个实施例提供了如下技术方案：图中，基于记忆合金制造的连接组件包括杆状件1，所述杆状件1包括光滑段10，光滑段10用于与安装孔2实现配合，光滑段10的一端或者两端分别为连接段11，连接段11起到锁紧的作用；安装孔位于需要使用杆状件进行连接的装配件上，所述装配件可以是板材等。杆状件1与安装孔配合分为三个阶段，第一个阶段为预制阶段，预制阶段就是杆状件1被加工出来的阶段，在预制阶段、所述光滑段10直径比与之要配合的安装孔2孔径大，光滑段具体的预制直径可依据被连接件孔径，预变形量和干涉量需求等综合优化设计；第二个阶段为低温预拉伸变形阶段，在低温预拉伸变形阶段、所述光滑段10被拉伸，所述光滑段10的低温预拉伸变形量为10％-12％；本专利技术中，所述低温环境的温度可在合金相变温度Mf～Ms+30℃温度范围内选择，具体的温度为-120℃～-57℃；低温预拉伸变形后的光滑段10直径比安装孔孔径小0.01-0.05mm；第三个阶段为加热升温阶段，将低温预拉伸变形阶段的杆状件1再进行加温，使光滑段10发生升温回复膨胀，使其与安装孔之间实现干涉配合连接；在加热升温阶段、所述光滑段10与安装孔孔径之间的干涉量在2％-3.5％之间，如此杆状件1与安装孔之间形成过盈配合连接。本专利技术中，所述加热升温阶段的温度可以在150℃～350℃的区间范围内进行选择；本专利技术中，所述杆状件1采用NiTiNb记忆合金材料作为基材，更加优选的是所述记忆合金材质为Ni47Ti44Nb9(at.％，原子比)。作为一个选择，所述连接段11为螺纹段，如此杆状件形成单头或者双头的螺杆；螺纹段11的公称直径与安装孔的孔径大小一致，或者螺纹段的公称直径与安装孔的孔径大小之间存在0.005-0.01mm的间隙；作为一个选择，所述螺纹段上适配有螺母3，螺母3与螺纹段配合可以将需要连接的装配件紧固在一起。更加优选的是，所述螺纹段上套接防松垫片4，之后再旋紧螺母3，防松垫片4的设计可以防止螺母3松脱。下面结合具体的实施例对杆状件1的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：包括杆状件，所述杆状件包括光滑段，光滑段的一端或者两端分别为连接段；在预制阶段、所述光滑段比与之适配的安装孔孔径大；在低温预拉伸变形阶段、所述光滑段的低温预拉伸变形量为10％-12％；在加热升温阶段、所述光滑段与安装孔之间的干涉量在2％-3.5％之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：包括杆状件，所述杆状件包括光滑段，光滑段的一端或者两端分别为连接段；在预制阶段、所述光滑段比与之适配的安装孔孔径大；在低温预拉伸变形阶段、所述光滑段的低温预拉伸变形量为10％-12％；在加热升温阶段、所述光滑段与安装孔之间的干涉量在2％-3.5％之间。


2.根据权利要求1所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：所述杆状件为记忆合金。


3.根据权利要求2所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：所述记忆合金为NiTiNb基材材质。


4.根据权利要求3所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：所述NiTiNb记忆合金为Ni47Ti44Nb9。


5.根据权利要求4所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：所述连接段为螺纹段，所述螺纹段上还适配有螺母。


6.根据权利要求5所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：还包括防松垫片，所述螺纹段上套接防松垫片。


7.根据权利要求2所述的基于记忆合金制造的连接组件，其特征在于：低温预拉伸变形阶段的低温环...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒，张艳红，杨智伟，唐明武，刘欣，王鑫昊，谷箐菲，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61