[发明专利]一种异种材料的椭圆锁扣接头及其制备方法

权利要求书

1.一种异种材料的椭圆锁扣接头，其特征在于，包括：

第一连接材料本体(1)，所述第一连接材料本体(1)上设置有第一椭圆锁扣；

第二连接材料本体(2)，所述第二连接材料本体(2)的材料与所述第一连接材料本体(1)的材料不同，所述第二连接材料本体(2)上设置有与所述第一椭圆锁扣相配合的第二椭圆锁扣；

其中，所述第一连接材料本体的强度大于所述第二连接材料本体的强度；

所述第一连接材料本体(1)与所述第二连接材料本体(2)通过所述第一椭圆锁扣和所述第二椭圆锁扣连接；

所述第一椭圆锁扣包括多个第一椭圆爪齿(3)，所述多个第一椭圆爪齿(3)在所述第一连接材料本体(1)的一侧沿直线均匀排列；

所述第二椭圆锁扣包括多个第二椭圆爪齿(4)，所述多个第二椭圆爪齿(4)在所述第二连接材料本体(2)的一侧沿直线均匀排列；

两个相邻的所述第一椭圆爪齿(3)之间设置有与所述第二椭圆爪齿(4)相配合的第一椭圆沟槽；

两个相邻的所述第二椭圆爪齿(4)之间设置有与所述第一椭圆爪齿(3)相配合的第二椭圆沟槽；

其中，所述第一椭圆爪齿的长轴的尺寸是根据所述第一连接材料本体的长度确定的，所述第一椭圆爪齿的长轴的尺寸为所述第一连接材料本体的长度的四分之一至八分之一；

所述第一椭圆爪齿和所述第二椭圆爪齿采取预设离心率的椭圆形貌，以预设接触角作为交错爪齿构型，其中，所述预设离心率的取值范围为：0.75～0.9，所述预设接触角的取值范围为：20～35度；

第一椭圆爪齿和第二椭圆爪齿的长轴的尺寸比是根据所述第一连接材料本体的抗拉强度、所述第一连接材料本体的抗剪强度、所述第二连接材料本体的抗拉强度、所述第二连接材料本体的抗剪强度确定的，所述第一椭圆爪齿和第二椭圆爪齿的长轴的尺寸比小于1；所述尺寸比计算时以为目标，得到计算出的尺寸比的最小值，其中，所述第一连接材料本体的抗拉强度、抗剪强度分别为σ_1A、σ_2A；所述第二连接材料本体的抗拉强度、抗剪强度分别为σ_1B、σ_2B；所述第一连接材料本体和所述第二连接材料本体的抗拉特征截面尺寸分别为L₁和L₂，抗剪特征截面尺寸为h₁和h₂；

第二椭圆爪齿的长轴的尺寸，是根据第一椭圆爪齿的长轴的尺寸和所述尺寸比确定的。

2.一种异种材料的椭圆锁扣接头的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1所述的异种材料的椭圆锁扣接头，所述方法包括：

根据第一连接材料本体和第二连接材料本体的材料特性和结构应用工况，设计第一椭圆锁扣和第二椭圆锁扣的尺寸；

从所述第一连接材料本体和所述第二连接材料本体中确定出材料熔点较高的为所述第一连接材料本体；

根据所述第一椭圆锁扣的尺寸，通过机床在所述第一连接材料本体上加工出所述第一椭圆锁扣；

通过机械加工的方式在所述第二连接材料本体上加工出所述第二椭圆锁扣，并将所述第一椭圆锁扣和所述第二椭圆锁扣嵌合；或，

通过浇筑的方式在所述第一连接材料本体上浇筑出与所述第一椭圆锁扣相配合的所述第二椭圆锁扣以及所述第二连接材料本体；以得到包含所述第一连接材料本体、所述第二连接材料本体、所述第一椭圆锁扣和所述第二椭圆锁扣的异种材料的椭圆锁扣接头。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

通过机械加工的方式在所述第二连接材料本体上加工出所述第二椭圆锁扣，并将所述第一椭圆锁扣和所述第二椭圆锁扣嵌合，包括：

根据所述第二椭圆锁扣的尺寸，通过机床在所述第二连接材料本体上加工出第二椭圆锁扣；

将所述第一连接材料本体和所述第二连接材料本体按照椭圆爪齿的形貌相对贴合放置，然后沿椭圆沟槽滑动嵌合，以拼接成完整的异种材料的椭圆锁扣接头。