[發明專利]一種抗剪切型負泊松比結構螺栓

無效

• 申請號: 202010367712.2
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111623022A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 嚴鵬飛;嚴彪
• 申請（專利權）人: 上海制馳智能科技有限公司
• 主分類號: F16B35/04
• 分類號: F16B35/04;F16B35/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

本發明涉及一種抗剪切型負泊松比結構螺栓，包括頭部和桿部，所述的桿部為內鏤空結構，并在桿部內部形成有多個鏤空空腔，構成負泊松比結構，鏤空空腔一端與外部相通，所述的鏤空空腔的長度方向與桿部的軸向平行，使得桿部的徑向截面上均勻分布有多個鏤空區域。與現有技術相比，本發明在螺栓的桿部采用了負泊松比結構顯著地提升了螺栓的抗剪性，將該負泊松比結構用于剪切工況環境下時，不僅實現了減重省材的效果，而且剪切強度和抗變形能力得到了顯著的提升。

技術領域

本發明涉及一種螺栓結構，尤其是涉及一種抗剪切型負泊松比結構螺栓。

背景技術

螺栓有很多叫法，如螺釘、螺栓釘、緊固件等。螺栓是緊固件的通用說法。螺栓是利用物體的斜面圓形旋轉和摩擦力的物理學和數學原理，循序漸進地緊固器物機件的工具。螺栓按連接的受力方式分為普通型和有鉸制孔用的，按頭部形狀分：有六角頭的、圓頭的、方形頭的、沉頭的等等，其中六角頭是最常用的。螺栓在日常生活當中和工業生產制造當中是必不可少的，螺栓也被稱為工業之米，可見螺栓的運用之廣泛。

現有的螺栓結構在剪切強度和抗變形能力上已經難以進行實質性突破，面對大型工程和特殊要求的使用場景時，只能通過從其金屬材料上出發進行剪切強度和抗變形能力的進一步增強，即采用更加優選的合金配方以及鑄造加工條件來實現，但基于以上途徑均會顯著的增加螺栓的制造成本，造成大量的材料浪費。

CN209713095U公開了一種防旋空心螺釘，包括空心釘體，空心釘體外部側壁上間隔設置若干第一通孔，空心釘體內插入內芯，內芯側壁對應各第一通孔位置處分別設置有第二通孔，內芯內壁設置導向桿，各導向桿上分別安裝一個側釘，側釘包括渦輪端和自鉆自攻螺釘頭，渦輪端中部設置有導向孔，導向桿插入導向孔內，渦輪端外部間隔設置有若干渦輪齒，蝸桿上對應各螺紋齒槽位置處設置有螺旋結構的螺紋齒，蝸桿靠近空心釘體頭部一端設置有調節塊；下軸承槽和上軸承槽內分別嵌裝有下軸承和上軸承。該技術方案中的空心螺釘與防旋內芯的配合難以顯著地提升抗剪切性能，同時相對于傳統的螺栓增加了部件結構，使得整體結構復雜，加工難度大，產生的廢料多。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種抗剪切型負泊松比結構螺栓，通過負泊松比結構顯著地提升了螺栓的抗剪性，將該負泊松比結構用于剪切工況環境下時，不僅實現了減重省材的效果，而且剪切強度和抗變形能力得到了顯著的提升。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明中抗剪切型負泊松比結構螺栓，包括頭部和桿部，所述的桿部為內鏤空結構，并在桿部內部形成有多個鏤空空腔，構成負泊松比結構，鏤空空腔一端與外部相通，所述的鏤空空腔的長度方向與桿部的軸向平行，使得桿部的徑向截面上均勻分布有多個鏤空區域。

進一步地，所述的鏤空區域呈中心對稱結構，對稱中心為桿部徑向截面的幾何中心；

桿部徑向截面包括芯部鏤空區域和外圍鏤空區域，外圍鏤空區域以芯部鏤空區域的幾何中心作為對稱中心。

進一步地，所述的芯部鏤空區域為正八邊形或等邊十六邊星形；

所述的外圍鏤空區域包括3～8層環形排列的內折六邊形鏤空結構，相鄰兩層中內折六邊形間的壁厚D為0.2mm～2mm。

進一步地，相鄰兩層中內折六邊形相似，內折六邊形的面積在徑向上由內至外梯度增加。

本發明中的自適應多層內折六邊形結構的尺寸可由dCore、A1～A_N、W1～W_N來完全限定。