翼型件振动阻尼装置制造方法及图纸

公开了翼型件振动阻尼装置。示例装置包括包括腔体的金属翼型件和设置在腔体中以抑制金属翼型件的振动的胀流性材料。金属翼型件的振动的胀流性材料。金属翼型件的振动的胀流性材料。

【技术实现步骤摘要】
翼型件振动阻尼装置


[0001]本公开大体上涉及飞行器发动机，并且更具体地涉及金属翼型件阻尼装置。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机可以在各种环境条件下操作。当空气通过燃气涡轮发动机时，燃气涡轮发动机中的叶片经常遭受不同的气动载荷。例如，当燃气涡轮发动机增加推力、在更高的高度操作和/或遭受冰聚积时，发动机叶片可能经历不同的气动载荷。这种不同的气动载荷可能会对风扇叶片或其他发动机部件造成压力。
附图说明
[0003]图1示出了涡轮风扇发动机的现有技术示例的示意性横截面图。
[0004]图2示出了图1的涡轮风扇发动机的现有技术示例风扇叶片的孤立视图。
[0005]图3A示出了根据本文公开的教导的示例翼型件振动阻尼装置的第一示例实施方式的第一视图。
[0006]图3B示出了翼型件振动阻尼装置的第一示例实施方式的第二视图。
[0007]图4A示出了翼型件振动阻尼装置的第二示例实施方式的第一视图。
[0008]图4B示出了翼型件振动阻尼装置的第二示例实施方式的第二视图。
[0009]图4C示出了图4A
‑
B的翼型件阻尼装置的第一示例放大图。
[0010]图4D示出了图4A
‑
B的翼型件阻尼装置的第二示例放大图。
[0011]图5A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第三示例实施方式。
[0012]图5B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第四示例实施方式。
[0013]图6示出了示例翼型件振动阻尼装置的第五示例实施方式。
[0014]图7A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第六示例实施方式。
[0015]图7B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第七示例实施方式。
[0016]图7C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第八示例实施方式。
[0017]图7D示出了示例翼型件振动阻尼装置的第九示例实施方式。
[0018]图8A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十示例实施方式。
[0019]图8B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十一示例实施方式。
[0020]图8C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十二示例实施方式。
[0021]图8D示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十三示例实施方式。
[0022]图8E示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十四示例实施方式。
[0023]图8F示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十五示例实施方式。
[0024]图9示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十六示例实施方式。
[0025]图10A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十七示例实施方式。
[0026]图10B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十八示例实施方式。
[0027]图10C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十九示例实施方式。
[0028]附图不是按比例绘制的。一般来说，在整个附图和所附的书面描述中，将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
具体实施方式
[0029]当风扇叶片运动时，燃气涡轮发动机的风扇叶片会振动。在某些情况下，风扇叶片振动是由风扇叶片和将风扇叶片联接到盘的固定销之间的润滑恶化引起的。具体而言，润滑恶化导致风扇叶片卡在固定销上，这阻止了盘旋转时风扇叶片围绕固定销旋转到由离心力确定的自然旋转位置。也就是说，当风扇叶片卡在固定销上时，离心力可能不会作用在风扇叶片的重心上，这会导致风扇叶片遭受的载荷不平衡而产生振动。在其他情况下，风扇叶片可能由于气动力激发风扇叶片的固有频率模式而共振，这可能导致高振幅的振动，从而可能导致叶片损坏。
[0030]进而，风扇叶片的振动会增加涡轮风扇发动机的噪声输出。此外，风扇叶片的振动会降低通过涡轮风扇发动机的气流的一致性和/或效率，这会降低涡轮风扇发动机的可靠性。另外，当风扇叶片由于振动而遭受高周期疲劳时，风扇叶片可能破裂和/或断裂。因此，需要对遭受重复振动的风扇叶片进行维护，以减少风扇叶片从相关联的盘上分离并对涡轮风扇发动机造成进一步损坏的情况。
[0031]为了增加风扇叶片的稳定性并抵消振动，风扇叶片通常包括平台阻尼器和/或护罩。例如，平台阻尼器可以定位在相邻风扇叶片的叶片平台下方并且可以响应于经由盘的旋转遭受离心力而压靠平台。进而，当叶片平台彼此相对移动时，平台阻尼器会产生摩擦，从而抑制平台处的振动。然而，平台阻尼器在重量减轻的叶片中可能不太有效，因为相关联的平台遭受的离心力减少，这减少了对平台阻尼器的摩擦。
[0032]在一些情况下，护罩可以在叶片的尖端处(例如，尖端护罩)或在叶片的轮毂和尖端之间的部分翼展处(例如，部分翼展护罩)。部分翼展和尖端护罩接触相邻的叶片，并在护罩相互摩擦时提供阻尼。然而，护罩阻塞了相邻风扇叶片之间的流动路径，这降低了风扇叶片之间的质量流率，进而降低了涡轮风扇发动机产生的推力。尖端护罩需要大的尖端圆角(fillet)来减少应力集中，这会造成尖端损失，因为尖端护罩的几何形状会降低通过涡轮发动机的气流的效率。
[0033]本文公开的示例提供了翼型件振动阻尼装置。翼型件振动阻尼装置包括胀流性材料(dilatant material)(例如，剪切增稠流体(shear
‑
thickening fluid))或设置在翼型件腔体中的低模量材料，以抑制翼型件的振动。具体而言，翼型件会遭受响应于振动的剪切应力，这会导致胀流性材料增稠，进而增加翼型件的刚度。此外，响应于增稠，胀流性材料对腔体的内表面施加力，该力抵消振动并减小翼型件遭受的剪切应力的大小。
[0034]在一些示例中，翼型件包括单元(例如，子腔体)以容纳胀流性材料。在一些示例中，单元横跨整个翼型件的腔体。在一些示例中，单元横跨腔体的表面。在一些示例中，单元横跨腔体表面的一部分，当翼型件遭受不稳定的气动载荷时，该腔体表面的一部分会遭受增加的剪切应力。在一些示例中，胀流性材料设置在一个或多个单元中。
[0035]在一些示例中，翼型件包括一个或多个网格结构和/或腔体中的挡板，以引导胀流性材料的流动。在一些示例中，网格结构和/或挡板增加了胀流性材料遭受的剪切应力，并且因此增加了当翼型件遭受振动时由胀流性材料提供的稳定力。在一些示例中，网格结构
和/或挡板增加了翼型件的腔体的某些区域中胀流性材料遭受的剪切应力。因此，网格结构和/或挡板能够使胀流性材料具有增加的厚度，并且因此为遭受更大幅度振动的翼型件的一部分提供增加的振动衰减。
[0036]在某些示例中，耐磨涂层围绕胀流性材料，以最小化或以其他方式减少由翼型件和定位在翼型件的腔体中的结构(诸如子腔体的壁、挡板和/或网格结构)所遭受的磨损。在某些示例中，耐磨涂层包括钛、铝和/或钴。例如，耐磨涂层可以包括钛
‑
铝
‑
铬、钛
‑
铝
‑
铬
‑
钇
‑
硅、钛
‑
铝
‑
铌
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置，其特征在于，包括：金属翼型件，所述金属翼型件包括腔体；和胀流性材料，所述胀流性材料设置在所述腔体中，以抑制所述金属翼型件的振动。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括围绕所述胀流性材料的耐磨涂层。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耐磨涂层包括钛、铝或钴中的至少一种。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耐磨涂层包括钛
‑
铝
‑
铬、钛
‑
铝
‑
铬
‑
钇
‑
硅、钛
‑
铝
‑
铌
‑
钽、钴
‑
钼
‑
铬或钴
‑
铬
‑
钨
‑
镍中的至少一种。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，进一步包括定位在所述腔体中的挡板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑莉，尼古拉斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：