一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件及其制备方法，预制件包括面板P1、第一侧壁P2和第二侧壁P3，所述面板P1形成流道平台L0的流道面L1，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的底侧面与所述面板P1连接，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3之间至少部分通过折叠重合从而与所述面板P1共同形成盒状结构，第一侧壁P2和第二侧壁P3之间的折叠重合部分构成盒状结构的封顶L4，第一侧壁P2和第二侧壁P3还分别形成与所述面板P1连接的第一加强筋L2和第二加强筋L3。本发明专利技术流道平台具有结构一体性好，实现两侧加强筋、封顶区及流道面一体连接，操作简单，外观均匀，满足离心力变形和强度需求。满足离心力变形和强度需求。满足离心力变形和强度需求。

【技术实现步骤摘要】
一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件及其制备方法


[0001]本专利技术属于三维机织复合材料增强体预制件的通常领域，特别涉及一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件及其制备方法。

技术介绍

[0002]三维机织立体织物具有结构可设计性强的特点，可实现不同异形截面的制备，如π形件、T形件、十字形件等，通过大提花织机可实现单根纱线路径单独控制，纱线路径可设计性较强且织物制备效率高，因此三维机织预制件作为复合材料增强体受到越来越多的青睐。航空发动机风扇平台主要受离心载荷作用，为了提高其抗离心力，专利CN104395515B提出采用三维机织封闭盒结构提高流道平台强度，并提出几种封闭方法,其中封闭口分布在两侧加强筋上或者在封闭连接板与一侧加强筋连接处，即盒子一角，封闭口容易形成凸起的接头，接口较粗糙，不利于外形尺寸控制。此外，接口在一角易导致流道平板两侧结构不匀，接口在两侧加强筋上烦的情况是封顶为独立面，再与侧板加强筋连接，破坏了加强筋的一体性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件及其制备方法，以解决现有技术风扇流道平台存在一体性差或接口粗糙不利于外形尺寸控制等问题，实现两侧加强筋、封顶区及流道面一体连接，操作简单，外观均匀，满足离心力变形和强度需求。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0005]一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件，包括面板P1、第一侧壁P2和第二侧壁P3，
[0006]所述面板P1形成流道平台L0的流道面L1，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的底侧面与所述面板P1连接，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3之间至少部分通过折叠重合从而与所述面板P1共同形成盒状结构，第一侧壁P2和第二侧壁P3之间的折叠重合部分构成盒状结构的封顶L4，第一侧壁P2和第二侧壁P3还分别形成与所述面板P1连接的第一加强筋L2和第二加强筋L3。
[0007]进一步地，所述第一侧壁P2包括紧挨着面板P1的第一区域P21、自第一区域P21向幅宽自由端方向延伸的第二区域P22以及第二区域P22向前止口方向延伸的第三区域P23，所述第二侧壁P3包括紧挨着面板P1的第一区域P31、自第一区域P31向幅宽自由端方向延伸的第二区域P32以及第二区域P32向前止口方向延伸的第三区域P33。
[0008]进一步地，所述第一侧壁P2还包括自第二区域P22向幅宽自由端方向延伸的第四区域P24，所述第二侧壁P3还包括自第二区域P32向幅宽自由端方向延伸的第四区域P34。
[0009]进一步地，各区域的厚度关系为：第一侧壁P2中第三区域P23<第二区域P22<第一侧壁P21，第二侧壁P3中第三区域P33<第二区域P32<第一侧壁P31。
[0010]进一步地，第一侧壁P2的第四区域P24的厚度与第三区域P23的厚度相同，第二侧壁P3的第四区域P34的厚度与第三区域P33的厚度相同。
[0011]根据上述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件的制备方法，
[0012]所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的纬纱至少部分来源于面板P1幅宽方向的中心区域P12，面板P1沿着幅宽方向至少保留1根纬纱贯穿，面板底侧至少保留1根纬纱贯穿幅宽方向，对面板P1沿着幅宽方向中心区域P12的部分纬纱分给第一侧壁P2和第二侧壁P3的位置，采用额外引入纬纱的方式进行补足，所述第一侧壁P2、第二侧壁P3和面板P1的表面层纬纱W1保持连续，
[0013]将第一侧壁P2和第二侧壁P3沿着区域界线向中间折叠形成带封顶的盒状结构，各区域对应关系如下：
[0014](a)第一加强筋L2对应第一侧壁P2的第一区域P21；
[0015](b)第二加强筋L3对应第二侧壁P3的第一区域P31；
[0016](c)封顶L4由两个侧壁的第二区域P22和P32叠合而成；
[0017](d)前止口L5由面板P1与两个侧壁的第三区域P23和P33叠合而成。
[0018]根据上述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件的制备方法，
[0019]所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的纬纱至少部分来源于面板P1幅宽方向的中心区域P12，面板P1沿着幅宽方向至少保留1根纬纱贯穿，面板底侧至少保留1根纬纱贯穿幅宽方向，对面板P1沿着幅宽方向中心区域P12的部分纬纱分给第一侧壁P2和第二侧壁P3的位置，采用额外引入纬纱的方式进行补足，所述第一侧壁P2、第二侧壁P3和面板P1的表面层纬纱W1保持连续，第一侧壁P2的第四区域P24和第二侧壁P3的第四区域P34分别由表面纬纱W1向两端延续织造形成，
[0020]将第一侧壁P2和第二侧壁P3沿着区域界线向中间折叠形成带封顶的盒状结构，各区域对应关系如下：
[0021](a)第一加强筋L2由第一侧壁P2的第一区域P21和第二侧壁P3的第四区域P34叠合而成；
[0022](b)第二加强筋L3由第二侧壁P2的第一区域P31和第一侧壁P3的第四区域P24叠合而成；
[0023](c)封顶L4由两个侧壁的第二区域P22和P32叠合而成；
[0024](d)前止口L5由面板P1与两个侧壁的第三区域P23和P33叠合而成。
[0025]进一步地，面板P1在前止口L5一侧区域P12为凸起结构，前止口L5叠合位置为区域P12对应区域，该区域不含两侧加筋。
[0026]进一步地，所述预制件采用的结构包括二维组织结构和/或三维组织结构。
[0027]进一步地，所述盒状结构通过RTM液体成型工艺复合成型形成流道平台预制件。
[0028]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0029](1)本专利技术面板P1形成流道平台L0的流道面L1，第一侧壁P2和第二侧壁P3的底侧面与所述面板P1连接，第一侧壁P2和第二侧壁P3之间至少部分通过折叠重合从而与面板P1共同形成盒状结构，第一侧壁P2和第二侧壁P3之间的折叠重合部分构成盒状结构的封顶L4，第一侧壁P2和第二侧壁P3还分别形成与面板P1连接的第一加强筋L2和第二加强筋L3，通过展开的异形片状结构折叠形成盒状流道平台预制件，具有结构一体性好，实现两侧加
强筋、封顶区及流道面一体连接，操作简单，外观均匀，满足离心力变形和强度需求；
[0030](2)本专利技术在形成面板P1、第一侧壁P2和第二侧壁P3时，侧壁P2和P3的纬纱部分来源于面板P1幅宽方向的中心区域P12，例如纬纱W1、W4和W5贯穿P2、P12和P3区域，从而保证流道平台的两侧加强筋L2和L3与流道面L1有足够强的连接，W1作为各区域的表面层保持连续，利于结构的一体性，面板P1沿着幅宽方向至少保留1根纬纱贯穿，保证面板的一体性，例如W6、W9和W10三根纬纱贯穿面板P1，面板底侧至少保留1根纬纱贯穿幅宽方向，例如面板底侧保留2纬W9和W10，因此整体上兼顾一体性、连续性和平整性。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维机织复合材料风扇流道平台预制件，包括面板P1、第一侧壁P2和第二侧壁P3，其特征在于，所述面板P1形成流道平台L0的流道面L1，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的底侧面与所述面板P1连接，所述第一侧壁P2和第二侧壁P3之间至少部分通过折叠重合从而与所述面板P1共同形成盒状结构，第一侧壁P2和第二侧壁P3之间的折叠重合部分构成盒状结构的封顶L4，第一侧壁P2和第二侧壁P3还分别形成与所述面板P1连接的第一加强筋L2和第二加强筋L3。2.根据权利要求1所述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件，其特征在于：所述第一侧壁P2包括紧挨着面板P1的第一区域P21、自第一区域P21向幅宽自由端方向延伸的第二区域P22以及第二区域P22向前止口方向延伸的第三区域P23，所述第二侧壁P3包括紧挨着面板P1的第一区域P31、自第一区域P31向幅宽自由端方向延伸的第二区域P32以及第二区域P32向前止口方向延伸的第三区域P33。3.根据权利要求2所述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件，其特征在于：所述第一侧壁P2还包括自第二区域P22向幅宽自由端方向延伸的第四区域P24，所述第二侧壁P3还包括自第二区域P32向幅宽自由端方向延伸的第四区域P34。4.根据权利要求3所述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件，其特征在于：各区域的厚度关系为：第一侧壁P2中第三区域P23≤第二区域P22<第一侧壁P21，第二侧壁P3中第三区域P33≤第二区域P32<第一侧壁P31。5.根据权利要求4所述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件，其特征在于：第一侧壁P2的第四区域P24的厚度与第三区域P23的厚度相同，第二侧壁P3的第四区域P34的厚度与第三区域P33的厚度相同。6.根据权利要求2所述的三维机织复合材料风扇流道平台预制件的制备方法，其特征在于：所述第一侧壁P2和第二侧壁P3的纬纱至少部分来源于面板P1幅宽方向的中心区域P12，面板P1沿着幅宽方向至少保留1根纬纱贯穿，面板底侧至少保留1根纬纱贯穿幅宽方向，对面板P1沿着幅宽方向中心区域P12的部分纬纱分给第一侧壁P2和第二侧壁P3的位置，采用额外引入纬纱的方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海丽，李超，刘志艳，陈璐璐，孙方方，张媛媛，张立泉，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：