具有T形接头或L形接头的复合构件及用于形成其的方法技术

本发明专利技术提供了一种复合构件，其具有T形构造或L形构造，该构造包括减小对接叠层部分之间的空隙缺陷，并且提供改善的机械性能的特征。还提供了用于形成此构件的方法。在一个示例性方面中，复合构件限定第一方向和第二方向，且包括在沿第一方向延伸的对接第一叠层部分与沿第二方向延伸的第二叠层部分之间的接头界面处的楔形条状物。条状物具有相对于第二方向成角的第一表面。第二叠层部分的板层中的至少一个终止且附接至条状物的成角的第一表面。

Composite members with T-joints or L-joints and methods for forming them

【技术实现步骤摘要】
具有T形接头或L形接头的复合构件及用于形成其的方法
本主题大体上涉及用于涡轮发动机的复合构件。更具体而言，本主题涉及具有T形接头或L形接头的复合构件及形成此构件的方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上以串流顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃料气体的流驱动涡轮区段，且然后被传送穿过排气区段，例如，至大气。典型地，燃烧区段和涡轮区段内的构件由于它们的几何形状而制造复杂。此外，对于此构件的工作环境由于高温和高压而极为恶劣。因此，燃烧气体的流动路径内的构件具有对于它们的几何轮廓和温度容限的严格要求，以维持发动机的期望效率。由于陶瓷基质复合物(CMC)材料能够比传统材料更好地经受此恶劣环境，故特别感兴趣的是用CMC材料来替换燃气涡轮发动机内由传统材料形成的构件。聚合物基质复合物(PMC)材料也可用于燃气涡轮发动机中，例如，压缩机区段中。燃气涡轮发动机的一些复合构件包括对接接头，诸如T形接头或L形接头。对接接头典型地包括对接叠层，其包括许多板层，板层沿正交方向直接对接至界面连接叠层(interfacinglaminate)的一个或更多个板层。对接叠层在接头界面处附接至界面连接叠层或与界面连接叠层连结。典型地，对接叠层的板层的板层形状和板层放置存在很大差异，这在对接叠层附接至界面连接叠层时呈现许多挑战。例如，对接叠层的板层的板层形状和放置的差异可产生不平的表面来用于将对接叠层附接至界面连接叠层。另外，对接叠层相对于界面连接叠层的期望附接位置的放置存在额外差异。这些差异和其它因素可增大接头界面处的空隙缺陷的风险。此复合构件的对接接头处的空隙缺陷是非期望的，因为它导致不太令人满意的机械性能，以及其它问题。通常，条状物(noodle)或其它结构部件置于对接叠层之间的接头界面处来填充其间的空隙。尽管条状物和其它结构部件至少部分地填充此空隙，但上文所述的许多问题仍存在。具体而言，对接叠层的板层的形状和放置的差异在对接叠层附接至界面连接叠层时仍可产生问题。即，当对接叠层附接至界面连接叠层时，对接叠层的许多板层将直接地对接界面连接叠层的板层。因此，解决上文所述的挑战中的一个或更多个的改进的方法和复合构件将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本专利技术学到。在一个示例性方面中，本公开内容针对一种复合构件。复合构件限定第一方向和第二方向。复合构件包括具有沿第一方向延伸的长度的第一叠层部分。复合构件还包括具有沿第二方向延伸的长度的第二叠层部分。第二叠层部分包括多个板层。复合构件还包括定位在第一叠层部分与第二叠层部分之间的接头界面处的条状物。条状物具有相对于第二方向成角的第一表面。此外，第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿第一表面终止且附接至条状物。在一些实施例中，第一方向正交于第二方向。在一些实施例中，第一方向基本上正交于第二方向。此外，在一些实施例中，第二叠层部分的多个板层沿第一表面终止且附接至条状物。在此实施例中，沿第一表面终止且附接至条状物的第二叠层部分的板层具有连续不同的长度，使得多个板层以交错布置终止且附接至第一表面。在另一个示例性方面中，本公开内容针对一种限定第二方向和第一方向的复合构件。复合构件包括具有沿第一方向延伸的长度的第一叠层部分和具有沿第二方向延伸的长度的第二叠层部分。第二叠层部分包括多个板层。多个板层包括保持板层，其具有与多个板层中的其它板层分离的保持部分。此外，复合构件包括定位在第一叠层部分与第二叠层部分之间的接头界面处的条状物。条状物具有相对于第二方向成角的第一表面，以及也相对于第二方向成角的第二表面。此外，第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿第一表面终止且附接至条状物，且保持板层的保持部分沿条状物的第二表面延伸且附接至该第二表面。在另一个示例性方面中，本公开内容针对一种用于形成限定第一方向和第二方向的复合构件的方法。该方法包括层合一个或更多个板层来形成第一叠层部分。该方法还包括层合一个或更多个板层来形成第二叠层部分。另外，该方法包括将第二叠层部分中的一个或更多个板层中的至少一个附接至条状物，其中第二叠层部分的一个或更多个板层沿第二方向延伸，且附接并终止于相对于第二方向成角的条状物的第一表面处。该方法还包括使第一叠层部分与第二叠层部分固定，其中当第一叠层部分与第二叠层部分固定时，第一叠层部分的一个或更多个板层沿第一方向延伸。实施方案1.一种复合构件，其限定第一方向和第二方向，所述复合构件包括：具有沿所述第一方向延伸的长度的第一叠层部分；具有沿所述第二方向延伸的长度的第二叠层部分，所述第二叠层部分由多个板层组成；以及定位在所述第一叠层部分与所述第二叠层部分之间的接头界面处的条状物，所述条状物具有相对于所述第二方向成角的第一表面，其中所述第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿所述第一表面终止且附接至所述条状物。实施方案2.根据实施方案1所述的复合构件，其特征在于，沿所述第一表面终止且附接至所述条状物的所述第二叠层部分的多个板层具有连续不同的长度，使得所述多个板层以交错布置终止且附接至所述第一表面。实施方案3.根据实施方案1所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括沿所述第一方向延伸的对接表面，以及其中所述对接表面附接至所述复合构件的所述第一叠层部分。实施方案4.根据实施方案1所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括相对于所述第二方向成角的第二表面。实施方案5.根据实施方案4所述的复合构件，其特征在于，所述第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿所述第二表面终止且附接至所述条状物。实施方案6.根据实施方案4所述的复合构件，其特征在于，所述复合构件包括盖板层，所述盖板层沿所述第一叠层部分延伸，附接至所述条状物的所述第二表面的至少一部分且沿该部分延伸，且然后沿所述第二叠层部分延伸。实施方案7.根据实施方案4所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括附接至所述复合构件的所述第一叠层部分的对接表面，以及其中所述第二叠层部分包括保持板层，所述保持板层沿所述第二叠层部分延伸，附接至所述条状物的所述第二表面的至少一部分且沿该部分延伸，且然后终止于第二成角的表面与所述对接表面之间的交点附近。实施方案8.根据实施方案4所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括为弯曲的第二表面。实施方案9.根据实施方案1所述的复合构件，其特征在于，所述条状物是第一条状物，以及其中所述复合构件包括定位在所述第一叠层部分与所述第二叠层部分之间的所述接头界面处的第二条状物。实施方案10.根据实施方案9所述的复合构件，其特征在于，所述第二条状物具有相对于所述第二方向成角的第一表面。实施方案11.根据实施方案10所述的复合构件，其特征在于，所述第二叠层部分限定竖直中心线，以及其中所述第一条状物的所述第一表面和所述第二条状物的所述第一表面相对于所述第二方向成角，使得所述第一表面向内朝所述竖直中心线与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合构件，其限定第一方向和第二方向，所述复合构件包括：具有沿所述第一方向延伸的长度的第一叠层部分；具有沿所述第二方向延伸的长度的第二叠层部分，所述第二叠层部分由多个板层组成；以及定位在所述第一叠层部分与所述第二叠层部分之间的接头界面处的条状物，所述条状物具有相对于所述第二方向成角的第一表面，其中所述第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿所述第一表面终止且附接至所述条状物。

【技术特征摘要】
2018.01.24 US 15/8786871.一种复合构件，其限定第一方向和第二方向，所述复合构件包括：具有沿所述第一方向延伸的长度的第一叠层部分；具有沿所述第二方向延伸的长度的第二叠层部分，所述第二叠层部分由多个板层组成；以及定位在所述第一叠层部分与所述第二叠层部分之间的接头界面处的条状物，所述条状物具有相对于所述第二方向成角的第一表面，其中所述第二叠层部分的多个板层中的至少一个沿所述第一表面终止且附接至所述条状物。2.根据权利要求1所述的复合构件，其特征在于，沿所述第一表面终止且附接至所述条状物的所述第二叠层部分的多个板层具有连续不同的长度，使得所述多个板层以交错布置终止且附接至所述第一表面。3.根据权利要求1所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括沿所述第一方向延伸的对接表面，以及其中所述对接表面附接至所述复合构件的所述第一叠层部分。4.根据权利要求1所述的复合构件，其特征在于，所述条状物包括相对于所述第二方向成角的第二表面。5.根据权利要求4所述的复合构...

【专利技术属性】
技术研发人员：BG菲，DG塞尼尔，GS菲尔普斯，TS霍拉代，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US