伸缩接头系统.pdf

本发明提供了一种伸缩接头系统(10)，该系统包括用于桥接间隔开的相邻的结构性构件(26，28)之间的间隙(16)的机械保险元件。在由于伸缩接头间隙(16)附近发生的大的移动导致的紧急操作期间，一个或多个机械保险元件(22，30)可断裂以提高系统的可预测性，或者限制对伸缩接头系统(10)、周围下层结构性构件(26，28)或者这两者的破坏。

1.  一种伸缩接头系统，所述伸缩接头系统用于桥接间隔开的结构性构件之间的间隙，并且包括：
桥接所述间隙的承载构件；
具有至少一个保险部分的壳体；以及
定位在所述承载构件下方并且桥接所述间隙的支承构件，所述支承构件至少部分地被容纳在所述壳体中并且可在所述壳体中滑动。

2.  根据权利要求1的伸缩接头系统，其特征在于，所述壳体包括顶壁、底壁、侧壁和后壁，其中所述顶壁是机械保险的。

3.  根据权利要求3的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统还包括由所述纵向支承构件支承的至少一个边缘构件，所述边缘构件通过机械保险连接件接合到其中一个所述结构性构件。

4.  根据权利要求3的伸缩接头系统，其特征在于，所述边缘构件通过机械保险连接件接合到结构性构件的机械保险部分。

5.  根据权利要求4的伸缩接头系统，其特征在于，所述结构性构件的所述机械保险部分通过由边界元件形成的边界区域与所述结构性构件的其余部分分隔开。

6.  根据权利要求5的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件选自板、带、梁、角、槽、棒、管、卷边、以及它们的组合。

7.  根据权利要求6的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件包含选自金属、金属合金、聚合物、陶瓷、玻璃、复合材料、以及它们的组合的材料。

8.  根据权利要求7的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件建立与边界区域一致的弱化区域。

9.  根据权利要求8的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件建立与界定边界区域的区域一致的强化区域。

10.  根据权利要求4的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险连接件包括选自机械紧固件、硬钎焊件、软钎焊件、熔焊件、以及粘合剂的连接件。

11.  根据权利要求10的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险连接件包括机械紧固件。

12.  根据权利要求11的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械紧固件选自螺栓、螺钉、铆钉、钉子、销、以及它们的组合。

13.  根据权利要求12的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械紧固件包括选自钢、铝、黄铜、青铜、钛合金、镁合金、以及它们的组合的材料。

14.  根据权利要求4的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括位于所述边缘构件与所述结构性构件之间的终端边域。

15.  根据权利要求14的伸缩接头系统，其特征在于，所述终端边域至少部分地填充有传输材料。

16.  根据权利要求15的伸缩接头系统，其特征在于，所述传输材料选自金属、金属合金、聚合材料、复合材料、以及它们的组合。

17.  根据权利要求3的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括多个机械保险元件。

18.  根据权利要求17的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险元件的至少一部分被设计成按照特定顺序破裂。

19.  根据权利要求4的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括多个机械保险元件。

20.  根据权利要求19的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险元件的至少一部分被设计成按照特定顺序破裂。

21.  一种伸缩接头系统，所述伸缩接头系统用于桥接间隔开的结构性构件之间的间隙，并且包括：
多个横向延伸的、间隔开的承载构件；
具有保险部分的壳体；以及
定位在所述横向延伸的、间隔开的承载构件下方并且跨越所述间隙纵向延伸的支承构件，所述支承构件至少部分地被容纳在所述壳体中并且可在所述壳体中滑动。

22.  根据权利要求21的伸缩接头系统，其特征在于，所述壳体包括顶壁、底壁、侧壁和后壁，其中所述顶壁是机械保险的。

23.  根据权利要求21的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统还包括由所述纵向支承构件支承的至少一个边缘构件，所述边缘构件通过机械保险连接件接合到其中一个所述结构性构件。

24.  根据权利要求23的伸缩接头系统，其特征在于，所述边缘构件通过机械保险连接件接合到结构性构件的机械保险部分。

25.  根据权利要求24的伸缩接头系统，其特征在于，所述结构性构件的所述机械保险部分通过由边界元件形成的边界区域与所述结构性构件的其余部分分隔开。

26.  根据权利要求25的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件选自板、带、梁、角、槽、棒、管、卷边、以及它们的组合。

27.  根据权利要求26的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件包含选自金属、金属合金、聚合物、陶瓷、玻璃、复合材料、以及它们的组合的材料。

28.  根据权利要求27的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件建立与边界区域一致的弱化区域。

29.  根据权利要求28的伸缩接头系统，其特征在于，所述边界元件建立与界定边界区域的区域一致的强化区域。

30.  根据权利要求24的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险连接件包括选自机械紧固件、硬钎焊件、软钎焊件、熔焊件、以及粘合剂的连接件。

31.  根据权利要求30的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险连接件包括机械紧固件。

32.  根据权利要求31的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械紧固件选自螺栓、螺钉、铆钉、钉子、销、以及它们的组合。

33.  根据权利要求32的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械紧固件包括选自钢、铝、黄铜、青铜、钛合金、镁合金、以及它们的组合的材料。

34.  根据权利要求24的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括位于所述边缘构件与所述结构性构件之间的终端边域。

35.  根据权利要求34的伸缩接头系统，其特征在于，所述终端边域至少部分地填充有传输材料。

36.  根据权利要求35的伸缩接头系统，其特征在于，所述传输材料选自金属、金属合金、聚合材料、复合材料、以及它们的组合。

37.  根据权利要求23的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括多个机械保险元件。

38.  根据权利要求37的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险元件的至少一部分被设计成按照特定顺序破裂。

39.  根据权利要求24的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括多个机械保险元件。

40.  根据权利要求39的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险元件的至少一部分被设计成按照特定顺序破裂。

41.  根据权利要求21的伸缩接头系统，其特征在于，所述伸缩接头系统包括在所述横向延伸的间隔开的承载构件之间、以及在所述横向延伸的间隔开的承载构件与所述伸缩接头系统的边缘部分之间延伸的密封件。

42.  根据权利要求41的伸缩接头系统，其特征在于，所述密封件是柔性的和可压缩的。

43.  根据权利要求42的伸缩接头系统，其特征在于，所述密封件包括弹性体材料。

44.  根据权利要求43的伸缩接头系统，其特征在于，所述密封件选自带状密封件、腺状密封件和膜状密封件。

45.  根据权利要求44的伸缩接头系统，其特征在于，所述密封件是带状密封件。

46.  一种伸缩接头系统，所述伸缩接头系统用于桥接间隔开的结构性构件之间的间隙，并且包括：
桥接所述间隙的承载构件，其中所述承载构件通过机械保险连接件接合到所述结构性构件的机械保险部分。

47.  根据权利要求46的伸缩接头系统，其特征在于，所述机械保险连接件和所述结构性构件的机械保险部分被设计成按照特定顺序破裂。

48.  根据权利要求47的伸缩接头系统，其特征在于，所述承载构件包括多个横向延伸的间隔开的承载构件；所述系统还包括定位在所述横向延伸的间隔开的承载构件下方并且跨越所述间隙纵向延伸的支承构件；用于接纳所述纵向延伸的支承构件的端部的壳体；以及通过机械保险连接件接合到所述结构性构件的机械保险部分的边缘构件。

伸缩接头系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年12月13日提交的序列号为No.60/874759的美国临时申请根据35 U.S.C§119(e)的申请日权益。
技术领域
本申请提供了一种用于桥接间隔开的、相邻的结构性构件之间的间隙的机械保险(mechanically fused)伸缩接头系统。该机械保险伸缩接头系统在以下结构中是有用的：例如道路结构、桥梁结构以及希望容许在结构性构件之间的伸缩接头间隙附近发生的大的移动的其它结构。
背景技术
伸缩接头间隙被有意地设置在相邻的结构性构件之间，以便容许在如下情况下发生的间隙内的尺寸改变：即，由温度变化导致的膨胀和收缩、预应力导致的缩短和蠕变、地震周期性变化和震动、活载荷导致的挠曲、以及车辆交通导致的纵向力。可使用伸缩接头系统以便容许在间隙附近的移动，但是仍能够跨越该间隙实现交通。
道路和桥梁结构通常被设计成在不会损坏的情况下承受特定的最大移动和力。随着结构被设计成在不损坏的情况下承受的移动和力的等级增加，伸缩接头设计的容许该移动和力的代价增加。由于地震活动、海啸、大浪或诡浪、强风或其它活动，在这些结构中产生大的移动和大的力的高能量事件是罕见的，并且随着事件的能量级增加，事件的罕见性也增加。因而，考虑到这些高能量事件的罕见性，完全容许大的移动并使由于高能量事件产生的大的移动和力导致的破坏最小的设计可能成本过高。
在导致伸缩接头间隙附近发生大的移动的高能量事件期间，整个伸缩接头系统以及周围的下层结构性构件通常被破坏。不仅这样的事件导致需要很高的成本以修复被破坏的结构性构件，而且伸缩接头系统通常也需要被更换。
因此，相关领域仍需要一种成本高效的伸缩接头系统以容许响应于高能量事件的在伸缩接头间隙中的大的移动和力，从而伸缩接头系统可有效地减轻由高能量事件在结构中导致的罕见的大的移动和大的力造成的破坏。
发明内容
本发明提供了一种用于桥接相邻结构性构件之间的间隙的伸缩接头系统，该系统包括用于桥接两个间隔开的结构性构件之间的间隙的构件，以及被设计成响应于对该系统施加预定的载荷而破裂的机械保险壳体和/或机械保险连接件。
根据一些实施例，用于桥接在间隔开的结构性构件之间的间隙的伸缩接头系统包括桥接所述间隙的承载构件；具有保险部分的壳体；以及定位在所述承载构件下方并且桥接所述间隙的支承构件，所述支承构件至少部分地被容纳在所述壳体中并且可在所述壳体中滑动。
根据另外的实施例，用于桥接间隔开的结构性构件之间的间隙的伸缩接头系统包括桥接所述间隙的承载构件，其中所述承载构件通过机械保险连接件接合到所述结构性构件的机械保险部分。
附图说明
图1示出机械保险伸缩接头系统的一个示例性实施例的侧视图。
图2示出机械保险伸缩接头系统的另一个示例性实施例的侧视图。
图3示出在机械保险元件已断裂之后该机械保险伸缩接头系统的另一个示例性实施例的侧视图。
图4示出在机械保险伸缩接头系统的一个示例性实施例中的机械保险器的放大侧视图。
图5示出在机械保险伸缩接头系统的一个示例性实施例中的另一机械保险器的放大侧视图。
具体实施方式
本申请公开了一种安装在相邻结构性构件之间的间隙中的伸缩接头系统。该伸缩接头系统包括机械保险部件，该机械保险部件设计成响应于施加超过系统的设计限值的载荷而破裂或屈服。保险部件使得伸缩接头系统能够与下层结构性构件脱离，从而对于伸缩接头系统或结构性构件造成有限的损坏。
伸缩接头系统可用于道路、桥梁和隧道结构以容许在间隙附近发生的大的移动。根据具体应用，伸缩接头系统可以是模块类型、盖板类型、互锁指部类型、或任何其它类型。由于伸缩接头系统未被破坏，因此在高能量事件之后，该伸缩接头系统可被再次安装到下层的桥梁或道路结构上。
模块类型的伸缩接头系统包括多个横向延伸的、间隔开的车辆承载构件；定位在该车辆承载构件下方并且跨越伸缩接头间隙沿纵向延伸的纵向支承构件；以及用于接纳该纵向支承构件的端部以便控制所述纵向支承构件的端部的移动的壳体。通常在车辆承载构件之间以及在车辆承载构件和边缘构件之间设置密封件。
密封件可以是柔性的和可压缩的，因此可响应于车辆承载构件在伸缩接头间隙中的移动而伸展和收缩。该密封件可由耐用和耐磨的弹性体材料制成。密封件并不局限于任何特定类型的密封件。可使用的合适的密封件包括但不限于带状密封件、腺状(glandular)密封件和膜状密封件。
用于接纳支承构件的端部的壳体可包括但不限于如下结构：例如盒体、插座、腔室、容器、封壳、沟槽、轨道、狭槽、凹部或通道，其包括适于接纳支承构件的端部的凹腔，并且允许支承构件在该壳体内进行希望的移动。壳体的顶壁可响应于紧急的高能量状况而被机械保险以提供断开部分。
伸缩接头系统被设计成容许相邻结构性构件相对于彼此移动，从而当相邻构件之间的间隙的尺寸或形状改变时，仍能够跨越该间隙进行交通。通常，伸缩接头系统所容许的间隙的变化量是受限的，从而存在不对伸缩接头系统或相邻结构或这两者造成一些破坏的情况下可能发生的最小间隙状况和最大间隙状况。如文中使用的，闭合低于上文提及的标称最小间隙状况的间隙或者打开超过上文提及的标称最大间隙状况的间隙的操作将被称为“紧急操作”。包含机械保险元件的伸缩接头系统包括被设计成在紧急操作所产生的预定载荷下或在高于该预定载荷的载荷下破裂的元件、组件或两者。此外，所述元件和组件被设计成以特定方式破裂以便限制对系统、其周围环境的破坏，和/或改进系统性能的可预测性。根据一些实施例，机械保险元件或组件被设计成在紧急操作期间按预定的顺序破裂。
根据一些实施例，伸缩接头系统包括用于接纳伸缩接头系统的部件的壳体，并且该壳体包括被设计成响应于施加过量载荷而断开的保险部分。伸缩接头系统可包括模块类型的伸缩接头系统，该模块类型的伸缩接头系统包括用于接纳伸缩接头系统的部件的壳体，并且该壳体包括被设计成响应于施加过量载荷而断开的保险部分。模块类型的伸缩接头系统包括多个横向延伸的车辆承载构件，具有跨越伸缩接头沿纵向延伸的相对端部的纵向支承构件，以及具有用于接纳纵向延伸支承构件的端部的保险部分的壳体。该纵向支承构件的一个端部可滑动地容纳在机械保险壳体内。该机械保险壳体被嵌入结构性构件中或者结构性构件的封闭区域内的弹性体混凝土(elastomeric concrete)中。在紧急操作期间，机械保险壳体的一部分以某种预先选定的方式破裂或屈服，以便限制对伸缩接头系统及其周围环境的破坏。
根据其它实施例，伸缩接头包括机械保险连接件，该连接件将伸缩接头系统连接到相邻的结构性构件。不作为限制，伸缩接头系统包括模块类型的伸缩接头系统，其包括将伸缩接头系统连接到相邻结构性构件的机械保险连接件。模块类型的伸缩接头系统包括多个横向延伸的车辆承载构件，具有跨越该伸缩接头沿纵向延伸的相对端部的纵向支承构件，以及具有用于接纳纵向延伸支承构件的端部的保险部分的壳体。该纵向支承构件的一个端部可滑动地容纳在该壳体内。该机械壳体被嵌入结构性构件内或者该结构性构件的封闭区域中的弹性体混凝土内。伸缩接头系统还包括边缘构件，其在相关领域中被称为“边缘板”。该边缘构件设置在横向延伸的车辆承载构件的相对纵向侧上。该边缘构件通过机械保险连接件连接到下层结构性构件。在紧急操作期间，机械保险连接件的一部分以某种预先选定的方式破裂或屈服，以便限制对伸缩接头系统及其周围环境的破坏。
根据另一示例性实施例，机械保险连接件将模块类型的伸缩接头系统的边缘构件接合到下层结构性构件的机械保险部分。该接头包括机械保险连接件，该连接件将伸缩接头系统连接到相邻的结构性构件。模块类型的伸缩接头系统包括多个横向延伸的车辆承载构件，具有跨越该伸缩接头沿纵向延伸的相对端部的纵向支承构件，以及具有用于接纳纵向延伸的支承构件的端部的保险部分的壳体。纵向支承构件的一个端部可滑动地容纳在该壳体内。该机械壳体被嵌入结构性构件内或者该结构性构件的封闭区域中的弹性体混凝土内。该伸缩接头系统还包括边缘构件，其在相关领域中被称为“边缘板”。该边缘构件设置在横向延伸的车辆承载构件的相对纵向侧上。该边缘构件通过机械保险连接件连接到下层结构性构件。在紧急操作期间，机械保险连接件的一部分和/或下层结构性构件的保险部分以某种预先选定的方式破裂或屈服，以便限制对伸缩接头系统及其周围环境的破坏。
下文将结合图1-5更详细地描述机械保险伸缩接头系统。该机械保险伸缩接头系统并不局限于图1-5中所示的示例性实施例。
图1-3示出模块式伸缩接头系统10，该系统10结合有用于支承构件14的机械保险壳体20、机械保险连接件30、下层结构性构件26和28、结构性构件的机械保险部分34和36、纵向支承构件14、车辆承载构件18、边缘构件32和密封件11。机械保险壳体20接纳跨越两个相邻结构性构件26、28之间的间隙16延伸的纵向支承构件14的一部分。在正常操作期间，间隙16的尺寸的改变导致纵向支承构件14在壳体20中滑动。在正常操作期间，间隙16可处于标称最小间隙状况、标称最大间隙状况，或者如图1所示处于两者之间。
在标称最小间隙状况下，如图2所示，纵向支承构件14在壳体20中延伸对于正常操作可能最大的程度。纵向支承构件14在壳体20中的任何进一步的插入将构成紧急操作。所示的标称最小间隙状况与车辆承载构件18完全闭合的状况相对应。与此不同，在其中间隙16的宽度小于上文提及的标称最小间隙的紧急操作期间，纵向支承构件14将朝壳体20的后部被推动，并且与壳体20的后壁22接触。在所示的实施例中，壳体20的后壁22包括成角度的或倾斜的表面，当纵向支承构件14在壳体20中进一步延伸时，该表面逆着壳体20的顶壁24引导纵向支承构件14。在一些实施例中，壳体20的顶壁24的至少一部分被设计成响应于由于紧急操作导致的来自纵向支承构件14的载荷而破裂。如图3所示，壳体20的顶壁24的至少一部分破裂，而不是将纵向支承构件14约束在壳体20内。
参照图2，伸缩接头系统10被示出处于标称最小间隙状况。伸缩接头系统10和结构性构件26之间的连接包括机械保险连接件30，伸缩接头系统10和结构性构件26、28之间的连接包括机械保险连接件30。另外，纵向支承构件14的壳体20的顶壁24也包括机械保险元件。如图2所示，间隙16的任何进一步的闭合将增加机械保险连接件30中的剪切载荷。在图2示出的实施例所示的状况下，间隙16的尺寸还未导致纵向支承构件14与壳体20的后壁22之间接触。在纵向支承构件14的端部与壳体20的后壁22之间存在一定正距离的设计余量50。在其它实施例中，设计余量可以是一定的其它正距离，或者可以是零，或者可以是负的。在设计余量为负的实施例中，在比标称最小间隙状况大的一定间隙宽度下，纵向支承构件14与壳体20的后壁22接触。
机械保险连接件30可包括使伸缩接头系统10的边缘构件32与结构性构件26和28相接合的紧固件、熔焊件(weld)、(硬)钎焊件、或粘合剂。紧固件可包括螺栓、螺钉、铆钉、钉子、以及销，但不限于此。紧固件可包括选自钢、铝、黄铜、青铜、钛合金、镁合金、或它们的组合的材料，但不限于此。在一些实施例中，机械保险连接件30被设计成承受足以导致该机械保险连接件30发生拉伸、压缩或剪切破裂的拉伸、压缩或剪切载荷，从而使伸缩接头系统与下层结构性构件26、28分离。
如图4和5所示，机械保险连接件30被设计成在紧急操作情况下承受足以导致剪切破裂的剪切载荷。在其中间隙16的宽度小于上文提及的标称最小间隙的紧急操作期间，边缘构件32将受到横向力，从而该机械保险连接件30受到剪切载荷。
如图4和5所示，与边缘构件32靠接的结构性构件26和28的部分包括机械保险部分34和36。这里所使用的术语“靠接”是指在基本水平的平面内紧密靠近的材料。结构性构件26和28的机械保险部分34和36通过这样的材料连接到结构性构件26和28：即，该材料被设计成一旦它们所受到的力超过预定等级，则以希望的方式或沿希望的边界与结构性构件26和28断开。在一些实施例中，机械保险部分34或36通过边界区域(未示出)与结构性构件26或28的其余部分分隔开。针对使机械保险部分34或36设计成与结构性构件26和28断开的载荷种类，边界区域(未示出)在局部比周围材料弱。
边界区域由一个或多个边界元件38和40限定。边界元件38和40可以是形成边界区域的任何部件。在一些实施例中，边界元件38和40是板、带、梁、角、槽、棒、管、卷边(bead)、纤维、或绳股。边界元件38和40可包括金属、聚合物、陶瓷、玻璃、或复合材料。边界元件38和40包括钢、铝、黄铜、或青铜。在一些实施例中，边界元件38和40有意地形成与边界区域一致的弱化区域。可通过形成应力发生部(stress riser)、应力集中点、穿孔、或者选择性地弱化特定区域来建立所述弱化区域，但不限于此。在一些实施例中，边界元件38和40有意地形成与界定边界区域的区域一致的强化区域。可通过消除应力发生部、消除应力集中点、添加加固材料、或者选择性地加固特定区域来建立所述强化区域。
在一些实施例中，伸缩接头系统10包括位于结构性构件26和28与边缘构件32之间的终端边域42和44。将结构性构件26和28与边缘构件32分隔开的终端边域42和44可被至少部分地填充传输材料46，该传输材料46选自钢、铝、碳化钨、硅树脂、聚氨酯、或它们的一些组合。传输材料46可在伸缩接头系统10的边缘构件32与结构性构件26和28之间沿剪切区域48被应用。如图5所示，传输材料46可从伸缩接头系统10的边缘构件32之间的剪切区域48省去，或者从终端边域42和44省去，或者从上述两处都省去。
被选作传输材料46的材料类型的差别可被用于确定在紧急操作期间机械保险元件破裂的顺序。当其它变量相同时，在一个终端边域42或44中的传输材料46比相对的终端边域42或44中的传输材料46软的系统中，在具有较软的传输材料46的一侧的机械保险连接件30将在具有较硬的传输材料46的一侧的连接件之前破裂。本领域普通技术人员无需进行过多实验就可选择这些设计准则，以便在机械保险元件之间产生希望的破裂顺序。如图5所示，终端元件32与结构性构件26和28之间的接合元件包括机械保险连接件30。图5还示出在终端边域42中没有传输材料。如图4所示，终端元件32与结构性构件26和28之间的连接件包括机械保险连接件30。图4还示出在终端边域44中包含传输材料46。由于在图4中的终端边域44中示出的传输材料46比图5的终端边域42中示出的空的空间硬，所以图5中所示的紧固件30将在图4中所示的紧固件30之前断裂。
如图4和5所示，伸缩接头系统10使用机械保险连接件30与结构性构件26和28接合，所述机械保险连接件30为螺栓。在图4所示的实施例中，伸缩接头系统10的终端元件32通过终端边域42和44与支承部26和28的靠接部分间隔开，所述终端边域42和44填充有一些非常软的材料46例如硅树脂。
在产生小于标称最小间隙状况的间隙宽度的紧急操作期间，机械保险连接件30在断裂之前将遇到的张力仅在软的终端元件材料46中产生低的应力，从而边缘构件32仅将低的应力传递给结构性构件26和28的靠接部分。在大于标称最大间隙状况的间隙宽度的紧急操作期间，终端边域将打开，从而边缘构件32不会向结构性构件26和28的靠接部分传递应力。
常规结构中使用的一些材料与常规结构中使用的其它材料相比具有完全可预测的设计特性。一种这样的材料是钢。设计者可规定钢部件的形状、材料和安装，并且以非常高的精度预测其性能指标。对于其中特定性能指标的高精度预测很重要的应用场合，一种促进这种可预测性的方案是包含具有完全可预测特性的材料，所述材料的性能控制整体性能。在一些实施例中，由具有可预测特性的材料构成的机械保险元件的破裂顺序的选择被用于提高整个系统的可预测性。不作为限制，并且仅作为举例说明，具有公知的破裂载荷的可预测的机械保险元件可与具有公知性较低的破裂载荷的可预测性较差的机械保险元件相结合使用，使得可预测的机械保险元件的破裂在可预测性较差的机械保险元件的破裂之前发生，并且可预测性较强的机械保险元件的破裂使得可预测性较差的机械保险元件受到非常可能导致其破裂的载荷。这样，整个系统的破裂准则的可预测性反映出可预测性较强的机械保险元件的破裂准则的可预测性。
尽管上文结合一些实施例描述了机械保险伸缩接头系统，但是应理解，可使用其它实施例或者可对上述实施例进行修改或添加，以便执行机械保险伸缩接头系统的相同功能，而不会背离本发明。此外，公开的所有实施例在可选方案中不是必需的，因为各种实施例可进行组合以提供所希望的特性。在不背离机械保险伸缩接头系统的精神和范围的情况下，本领域技术人员可进行变型。因此，机械保险伸缩接头系统不应局限于任何单个实施例，相反，其广度和范围应根据所附权利要求的记载来理解。