CN201568418U - 自紧式连接用工字形形状记忆合金棒 - Google Patents

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李艳锋
米绪军
高宝东
尹向前
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Abstract

本实用新型涉及一种自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，自紧式工字形形状记忆合金棒呈工字形，中间具有凹台，凹台的外径为被连接带孔工件的内孔直径的101～102％，凹台的长度为被连接带孔工件厚度的100～101％。自紧式连接用工字形形状记忆合金棒是在马氏体温度下拉伸变形后，加热回复时凹台外径外涨产生回复力与被连接带孔工件的内孔紧密配合连接。该自紧式连接用形状记忆合金棒具有结构简单、安装方便、可靠性高等优点，其最大的特点是起到与被连接带孔工件的内孔紧密配合连接的目的，同时能精确定位自紧式连接用工字形形状记忆合金棒与连接带孔工件的相对位置，可广泛应用在机械工业领域。

Description

自紧式连接用工字形形状记忆合金棒
技术领域
本实用新型涉及一种自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，特别是一种对形状记忆合金棒拉伸变形后，加热回复时工字形记忆合金棒凹台处外径膨胀，使得形状记忆合金棒凹台处外径与外接工件的内孔紧固配合连接，同时凹台长度收缩，凹台两端面与外接工件的两端面紧密配合，起到与外接工件之间精确定位和紧固连接作用的工字形形状记忆合金棒。
背景技术
形状记忆合金具有优异的形状记忆性能，良好的机械性能和生物相容性等，在医学、电子、自动化、航天航空等领域得到了广泛的应用。形状记忆效应是指材料在马氏体状态受外力发生形变后，加热使温度升高至母相状态时，材料的形状恢复到形变前形状的现象。
目前，利用形状记忆合金的记忆效应制成的形状记忆合金管接头和紧固环得到了广泛应用。
在机械工业领域中很多零部件由一根圆棒和穿过圆棒并固定在圆棒上工件组合而成，通常有两种方法制作此类零部件，一是把圆棒和固定在圆棒上的工件加工为一体，该方法的缺点是加工成本高，固定在圆棒上的工件形状复杂时加工难度大；另一种方法是采用组合连接的方法，用螺母将工件固定连接在圆棒上，该方法的缺点是连接工序复杂，使用时间较长时连接处容易松动失效。研制一种自紧式连接用形状记忆合金棒将解决这一问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是要提供一种用于与被连接带孔工件之间精确定位和紧固连接作用的工字形形状记忆合金棒。
为实现所述目的，本实用新型是通过以下技术方案达到的：
一种用于与带孔工件之间紧固连接的自紧式工字形形状记忆合金棒，其特征在于：自紧式工字形形状记忆合金棒呈工字形，中间具有凹台，凹台的外径为被连接带孔工件的内孔直径的101～102％，凹台的长度为被连接带孔工件厚度的100～101％。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的自紧式工字形形状记忆合金棒由TiNi、TiNiNb或TiNiCu合金加工制备而成。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的被连接带孔工件由铝合金、镁合金、铜合金、钛合金或铁合金等材料制成。
自紧式连接用工字形形状记忆合金棒在马氏体相变温度下拉伸变形，使拉伸变形后凹台的外径为被连接带孔工件的内孔直径的98～99％，凹台的长度为被连接带孔工件厚度的102～104％。装配后，加热至奥氏体相变温度回复，自紧式连接用形状记忆合金棒凹台处的外径外涨，达到与被连接带孔工件的内孔紧密配合连接的目的，同时凹台长度收缩，凹台两端面与被连接带孔工件的两个端面紧密配合，能精确定位自紧式连接用形状记忆合金棒与连接带孔工件的相对位置。
本实用新型的优点在于：
本实用新型涉及一种用于与被连接带孔工件之间精确定位和紧固连接作用的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒。它是在马氏体温度下拉伸变形后，加热回复时自紧式连接用工字形形状记忆合金棒凹台1-1外径外涨产生回复力与被连接带孔工件的内孔紧密配合连接。该自紧式连接用工字形形状记忆合金棒具有结构简单、安装方便、可靠性高等优点，其最大的优点是起到与被连接带孔工件之间紧固连接的作用，同时能精确定位自紧式连接用工字形形状记忆合金棒与连接带孔工件的相对位置，可以大大简化零部件的结构，提高零部件的使用寿命，可广泛应用在机械工业领域。
下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，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为本实用新型的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒结构示意图。
图2为本实用新型的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒拉伸变形后与被连接带孔工件配合示意图。
图3为本实用新型的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒加热回复后与被连接带孔工件紧密配合示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，为本实用新型的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒结构示意图。其中1为自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，由Ti50Ni50(原子百分含量)合金制成，1-1为自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的凹台，凹台的外径为10.10mm，凹台的长度为40.10mm；2为被连接带孔工件，由钛合金加工制成，被连接带孔工件的内孔直径为10.00mm，被连接带孔工件2的厚度为40.00。
用于与被连接带孔工件之间精确定位和紧固连接作用的工字形形状记忆合金棒与被连接带孔工件紧固连接装配工作过程如下：
(1)在马氏体相变温度(20～30℃)下对自紧式连接用形状记忆合金棒1拉伸变形约4％，拉伸变形后凹台的外径为9.90mm，凹台的长度约为41.7mm。
(2)将拉伸变形后的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台1-1和被连接带孔工件2间隙配合，装配图如图2所示。加热自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1至70～100℃，由于自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的记忆效应发生回复，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1凹台1-1的外径外涨并产生很大的回复力(通常回复力为300～500MPa)，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台处外圆与被连接带孔工件2的内孔壁接触并发生合适的形变，接触面上大的压应力使得自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1和被连接带孔工件2达到紧密紧固连接的目的，同时凹台1-1两端面缩短与被连接带孔工件2的两端面紧密配合，起到精确定位的作用。
(3)自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1和被连接带孔工件2紧固连接配合完成的示意图如图3所示。自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台1-1外圆与带孔平板工件2紧固连接后形成一体的零部件，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1起到与带孔平板工件2紧固连接并精确确定两者相对位置的作用。
实施例2
自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，由Ti44Ni47Nb9(原子百分含量)合金制成，1-1为自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的凹台，凹台的外径为15.15mm，凹台的长度为50.10mm；2为被连接带孔工件，由铝合金加工制成，被连接带孔工件的内孔直径为15.00mm，被连接带孔工件2的厚度为50.00mm。
用于与被连接带孔工件之间精确定位和紧固连接作用的工字形形状记忆合金棒与被连接带孔工件紧固连接装配工作过程如下：
(1)在马氏体相变温度(-60～-50℃)下对自紧式连接用形状记忆合金棒1拉伸变形约4％，拉伸变形后凹台的外径为14.85mm，凹台的长度约为52.00mm。
(2)将拉伸变形后的自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台1-1和被连接带孔工件2间隙配合，装配图如图2所示。加热自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1至120～180℃，，由于自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的记忆效应发生回复，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1凹台1-1的外径外涨并产生很大的回复力(通常回复力为300～500MPa)，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台处外圆与被连接带孔工件2的内孔壁接触并发生合适的形变，接触面上大的压应力使得自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1和被连接带孔工件2达到紧密紧固连接的目的，同时凹台1-1两端面缩短与被连接带孔工件2的两端面紧密配合，起到精确定位的作用。
(3)自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1和被连接带孔工件2紧固连接配合完成的示意图如图3所示。自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1的凹台1-1外圆与带孔平板工件2紧固连接后形成一体的零部件，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒1起到与带孔平板工件2紧固连接并精确确定两者相对位置的作用。
根据实际使用要求设计自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，合金材料可以是TiNi、TiNiNb、TiNiCu等合金，根据被连接带孔工件的内孔大小来设计工字形形状记忆合金棒的凹台，通常设计经过拉伸变形后自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的凹台外径大小为被连接带孔工件的内孔直径的98～99％。根据被连接带孔工件的宽度来设计凹台处的长度，通常设计经过拉伸变形后自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的凹台长度为被连接带孔工件2厚度的102～104％。被连接带孔工件2可以是镁合金、铝合金、铜合金、钛合金、铁合金等金属材料。在马氏体相变温度下对自紧式连接用形状记忆合金棒1拉伸变形，通常为8～16％，拉伸变形量应考虑自紧式连接用形状记忆合金棒加热回复时的径向膨胀量和轴向长度收缩量。
加热自紧式连接用工字形形状记忆合金棒，由于自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的记忆效应发生回复，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒凹台的外径外涨并产生很大的回复力，通常回复力为300～500MPa，自紧式连接用工字形形状记忆合金棒的凹台处外圆与被连接带孔工件的内孔壁接触并发生合适的形变，接触面上大的压应力使得自紧式连接用工字形形状记忆合金棒和被连接带孔工件紧密紧固连接在一起。

Claims (3)

1.一种用于与带孔工件之间紧固连接的自紧式工字形形状记忆合金棒，其特征在于：自紧式工字形形状记忆合金棒呈工字形，中间具有凹台，凹台的外径为被连接带孔工件的内孔直径的101～102％，凹台的长度为被连接带孔工件厚度的100～101％。
2.根据权利要求1所述的用于与带孔工件之间紧固连接的自紧式工字形形状记忆合金棒，其特征在于：所述的自紧式工字形形状记忆合金棒由TiNi、TiNiNb或TiNiCu合金构成。
3.根据权利要求1所述的用于与带孔工件之间紧固连接的自紧式工字形形状记忆合金棒，其特征在于：所述的被连接带孔工件由铝合金、镁合金、铜合金、钛合金或铁合金构成。
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