[发明专利]一种用于复合材料或复合材料与金属的连接结构及连接方法

权利要求书

1.一种用于复合材料或复合材料与金属的连接结构，其特征在于：所述连接结构包括有安装在连接系统内部安装孔处的膨胀套(2)，以及通过膨胀套(2)实现相互连接的螺栓(1)和螺母(3)；所述螺栓(1)由头部(11)、光杆部(12)和尾部(13)构成一体结构，所述光杆部(12)设置为从头部至尾部逐渐缩小的圆锥形结构；所述膨胀套(2)由端部(21)和套杆部(22)构成一体结构，在所述端部(21)和套杆部(22)中设有相互贯通的沉孔(23)和内锥孔(24)，其中所述端部(21)内的沉孔(23)与所述螺栓(1)的头部(11)相匹配，并能容纳所述螺栓(1)的头部(11)，所述套杆部(22)中的内锥孔(24)设置为由端部向尾部逐渐缩小的内圆锥形结构，所述内锥孔(24)的长度不超过所述螺栓(1)中光杆部(12)的长度；所述螺母(3)由功能部(31)和工艺部(32)构成一体结构，所述功能部(31)包括有连接段和收口段，所述工艺部(32)包括有断颈槽(34)和外扳拧段，所述螺栓(2)和螺母(3)之间通过螺栓(1)穿过膨胀套(2)，并与螺母(3)的连接段通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料或复合材料与金属的连接结构，其特征在于：所述螺栓(1)采用钛合金材料加工为一体结构，并对所述螺栓(1)表面进行耐蚀性润滑表面处理，所述膨胀套(2)采用奥氏体不锈钢材料加工为一体结构，所述螺母(3)采用铝合金材料加工为一体结构，并进行阳极氧化处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于复合材料或复合材料与金属的连接结构，其特征在于：在所述螺栓(1)的尾部沿其轴向设有扳拧孔(14)，通过扳拧孔(14)实现螺栓(1)的尾部(13)与螺母(3)的功能部(31)可同侧进行扳拧，满足单面装配操作或有限空间装配需要。

4.根据权利要求1所述的一种用于复合材料或复合材料与金属的连接结构，其特征在于：在所述螺母(3)的连接段中还设有垫圈结构(33)，所述垫圈结构(33)设置于连接段的端面处。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接结构的连接方法，其特征在于，所述连接方法包括以下步骤：

(1)、加工安装孔：在待连接的连接系统中加工与膨胀套(2)相匹配的安装孔；

(2)、安装膨胀套：将膨胀套(2)插入到连接系统中的安装孔内，使安装孔与膨胀套(2)的外径之间形成间隙配合；

(3)、安装螺栓：将螺栓(1)装入膨胀套(2)内，并使螺栓(1)的头部(11)位于膨胀套(2)中端部(21)所设置的沉孔(23)内，其尾部穿过膨胀套(2)中套杆部(22)所设置的内锥孔(24)；

(4)、安装螺母：将螺母(3)装配到螺栓(1)的尾部，通过螺栓(1)尾端所设置的扳拧孔(14)和螺母(3)工艺部扳拧段相互配合，将螺母(3)拧到螺栓(1)上；

(5)、固定连接：在外力作用下，将螺母(3)逐步拧紧时，使螺栓(1)中呈圆锥形结构的光杆部(12)在外力作用下，迫使所述膨胀套(2)中为内锥孔(24)部分的圆锥段逐步产生形变胀大；当螺母(3)中工艺部(32)的外扳拧段从断颈槽(34)处拧断时，使连接系统达到预期预紧力，同时使膨胀套(2)径向膨胀达到预期的过盈量，使螺母(3)功能部与螺栓(1)的尾部固定在一起，形成一体，即完成对连接系统的连接。

6.根据权利要求5所述的连接方法，其特征在于：在安装螺母过程中，在所述螺母(3)的垫圈结构中还设置相应的垫圈，通过所设置的垫圈与螺母(3)配合，可实现连接结构对夹层厚度在一定范围内变化适应性的连接系统连接。