[发明专利]用于电磁效应（EME）技术的改进的杆状紧固件

说明书

本发明提供了用于电磁效应(EME)技术的改进的杆状紧固件。一种提供电磁能保护的用于复合结构的紧固件系统，具有：杆，在杆的终止于引入部的第一端具有螺纹部。在杆的第二端具有头。杆被适配为与过盈装配孔的内表面紧密导电接触。

技术领域

本公开内容的实施方式总体涉及用于在复合结构中应用的金属紧固件的紧固件技术领域，并且更具体地，涉及具有杆处理的紧固件以实现增加的润滑性以及增强的导电率。

背景技术

轻量复合材料被规则地用于航行器中的主结构。与传统的金属合金相比，纤维复合物在比强度和刚度方面提供显著改善。更好的比强度和刚度转化为重量减轻，该重量减轻转化为节约燃料和较低的操作成本。此外，复合物不会如铝那样腐蚀，并且它们更能抗疲劳。然而，这些航行器中的复合结构不会容易地将雷击产生的极度电流和电磁力传导出去。

使用复合材料的结构制造仍然需要紧固件用于许多组装操作。考虑到雷击和其他电磁效应(EME)问题，金属紧固件是导电的，创造了EME 设计。紧固件火花模式必须被设计为针对雷电情况(包括热粒子喷射 (HPE))以及紧固件头的外表面与其他结构(或紧固件套管)之间的电弧。

当雷电击打安装有金属紧固件的碳纤维增强聚合物(CFRP)结构时，电流的大部分可以通过紧固件进入附近的结构中。当电能在两个表面之间传递时，接触电阻加热可能分解材料，并且在孔中或者在紧固件与有关内部的螺纹紧固件(诸如，螺母或易碎衬圈)之间的空间中生成热气(或等离子体)。

当前在许多复合结构中采用套管紧固件作为防雷电和结构要求的组合解决方案，该结构要求提供紧固件与复合接头中的相关孔之间的过盈装配。然而，在结构中套管产生额外重量，额外成本以及额外的组装时间并且可能具有额外的故障模式。

因此，希望的是提供适合于复合结构应用的紧固系统，该系统在克服现有技术紧固件安装过程的缺点的同时在不要求套管的情况下提供过盈装配以克服HPE和电弧放电。

发明内容

本文所公开的实施方式提供了用于提供电磁能保护的复合结构的紧固件系统，该紧固件系统具有以下杆，该杆在杆的终止于引入部中的第一端具有螺纹部。在杆的第二端具有头。杆被适配为与过盈装配孔的内表面紧密导电接触。

实施方式提供了在复合结构中用于紧固件的EME保护的方法，其中，复合接头中的孔被确定用于安装紧固件。紧固件直径被建立并且紧固件的杆被配置用于在孔中过盈装配。光滑涂层被沉积在紧固件的螺纹部和引入部上。然后，以形成有杆与孔之间的紧密导电接触过盈装配地将紧固件插入孔中。然后，在EME事件期间，可以转移电能。

已经讨论的特征、功能和优势可以在本公开内容的各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中结合，参考以下描述和附图可以了解本公开内容的更多细节。

进一步地，本公开内容包括根据下列项的实施方式：

项1.一种用于复合结构的接头，包括：复合层；邻近复合层的被联接元件，所述复合层和被联接元件具有延伸穿过其中的孔；紧固件，过盈装配地容纳在孔中并且具有杆；螺纹部，在杆的终止于引入部的第一端上；以及，头，在杆的第二端上；其中，杆被适配为与孔的内表面亲紧密导电接触。

项2.根据项1中所限定的用于复合结构的接头，其中，被联接元件是金属子结构体。

项3.根据项1中所限定的用于复合结构的接头，其中，引入部被配置为在不损坏复合材料的情况下扩展过盈装配孔的内表面。

项4.根据项1中所限定的用于复合结构的接头，其中，杆具有峰和谷的粗糙主体并且进一步包括主体上的光滑涂层，所述涂层被抛光用于暴露峰以保持紧密导电接触，同时涂层保持存在于谷中用于光滑插入过盈装配孔中。

项5.根据项1中所限定的用于复合结构的接头，其中，软金属层被沉积在杆上，所述软金属层剪切用于插入过盈装配孔中，同时保持紧密导电接触。