复材风扇叶片及铺覆方法技术

本发明专利技术提供一种复材风扇叶片，包括复材本体，所述复材本体的纤维结构的铺覆顺序按照0°

【技术实现步骤摘要】
复材风扇叶片及铺覆方法


[0001]本专利技术涉及一种复材风扇叶片，还涉及一种铺覆方法，用于铺覆复材风扇叶片的复材本体的纤维结构
。

技术介绍

[0002]航空发动机具有转
、
静子两类工作叶片，工作过程中，叶片做功
。
其中，风扇叶片位于进气道最前端，其通过高速旋转起到引气及产生推力的作用，主要由榫头和叶身组成
。
正常工况下，风扇叶片主要承受气动载荷和离心载荷作用，榫头将载荷传递给风扇盘
。
[0003]现代涡扇航空发动机正朝着大涵道比
、
大推力
、
低油耗
、
低噪声
、
高安全性
、
高可靠性等方向不断发展
。
为了增大航空发动机涵道比，大尺寸风扇叶片成为了各涡扇航空发动机承制商的必然选择，这使得发动机风扇的重量占发动机总重量的比重不断提升
。
[0004]为了满足高推重比要求，金属风扇叶片逐渐被取代
。20
世纪
60
年代，复合材料以一种新材料进入大家的视线，因其具有比强度和比模量高
、
性能可设计以及易于整体成型等优势，复合材料技术迅速崛起，已经与铝合金
、
钛合金以及合金钢一起成为了航空航天四大结构材料
。
目前，复合材料风扇叶片也即复材风扇叶片已在国外成熟涡扇航空发动机中得到了较好应用
。
目前国内尚无成熟复材风扇叶片应用到航空发动机中
。
[0005]专利技术人分析认为，可以尝试基于复合材料性能可设计特点，来提高复材风扇叶片的抗外物损伤的能力
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种复材风扇叶片，可以提高复材风扇叶片的抗外物损伤的能力
。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种铺覆方法，铺覆复材风扇叶片的复材本体的纤维结构，可以提高得到的复材风扇叶片的抗外物损伤的能力
。
[0008]本专利技术提供一种复材风扇叶片，包括复材本体，所述复材本体的纤维结构的铺覆顺序按照0°
、45
°
、0
°
、
‑
45
°
的铺覆角度循环，借此，所述纤维结构包括铺覆角度为0°
的多个第一铺层
。
所述多个第一铺层的至少部分第一铺层中，铺覆角度至少局部地从0°
变化至
90
°
。
[0009]在一个实施方式中，所述多个第一铺层中，仅有一部分第一铺层的铺覆角度变化
。
[0010]在一个实施方式中，所述至少部分第一铺层中，铺覆角度仅在局部区域变化
。
[0011]在一个实施方式中，所述局部区域覆盖所述复材本体的至少部分前缘
。
[0012]在一个实施方式中，所述局部区域覆盖所述复材本体的至少部分叶尖
。
[0013]在一个实施方式中，所述局部区域仅覆盖所述复材本体的一部分前缘和一部分叶尖
。
[0014]在一个实施方式中，所述局部区域具有第一边界和第二边界
。
所述第一边界自所述复材本体的叶尖起朝向叶根延伸，从而具有位于叶尖底侧的第一端点
。
所述第二边界自
所述第一边界的所述第一端点起延伸到所述复材本体的前缘
。
[0015]在一个实施方式中，所述第一边界设置在所述复材风扇叶片的第一阶扭转振型的节线处
。
[0016]在一个实施方式中，所述第二边界设置在所述复材风扇叶片的中部以上
。
[0017]本专利技术还提供一种铺覆方法，用于铺覆复材风扇叶片的复材本体的纤维结构，所述纤维结构的铺覆顺序按照0°
、45
°
、0
°
、
‑
45
°
的铺覆角度循环，借此，所述纤维结构包括铺覆角度为0°
的多个第一铺层
。
所述铺覆方法中，所述多个第一铺层的至少部分第一铺层中，至少局部地将铺覆角度从0°
变化至
90
°
。
[0018]上述复材风扇叶片及通过上述铺覆方法得到的复材风扇叶片中，基于复合材料性能可设计特点，将至少部分原始铺覆角度为0°
的第一铺层至少局部地变成
90
°
，可以提高复材风扇叶片的弦向刚度，优化复材风扇叶片的强度性能，特别是提升其抵抗外物冲击的能力
。
附图说明
[0019]本专利技术的上述的以及其他的特征
、
性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0020]图1是示例性复材风扇叶片的结构示意图
。
[0021]图2是示例性示出铺层结构的示意图
。
[0022]图3是示例性示出局部区域位置的示意图
。
[0023]图4是示例性示出复材风扇叶片的扭转振型的示意图
。
[0024]图5是示例性示出复材风扇叶片的铺层结构的示意图
。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广
、
演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本专利技术的保护范围
。
[0026]例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系
。
进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合
。
[0027]风扇叶片位于航空发动机进气道最前端，为发动机前端部件，其主要功能为压缩气体
、
传递能量
。
气流经过进气道后进入风扇，高速旋转的风扇叶片将提升气流的切向速度，并利用叶片间形成的扩张通道将速度转化为静压升
。
通过风扇叶片后的高能气流，分成两部分，分别进入外涵和内涵
。
外涵气流通过风扇出口导叶
、
尾喷管等零部件最终转化为发动机推力
。
[0028]风扇叶片的工作环境及其所受载荷较为复杂
、
严苛，同时航空发动机的推力主要
由风扇叶片提供
。
风扇叶片的强度以及动力学特性不仅决定了风扇叶片自身本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复材风扇叶片，包括复材本体，所述复材本体的纤维结构的铺覆顺序按照0°
、45
°
、0
°
、
‑
45
°
的铺覆角度循环，借此，所述纤维结构包括铺覆角度为0°
的多个第一铺层，其特征在于，所述多个第一铺层的至少部分第一铺层中，铺覆角度至少局部地从0°
变化至
90
°
。2.
如权利要求1所述的复材风扇叶片，其特征在于，所述多个第一铺层中，仅有一部分第一铺层的铺覆角度变化
。3.
如权利要求1所述的复材风扇叶片，其特征在于，所述至少部分第一铺层中，铺覆角度仅在局部区域变化
。4.
如权利要求3所述的复材风扇叶片，其特征在于，所述局部区域覆盖所述复材本体的至少部分前缘
。5.
如权利要求4所述的复材风扇叶片，其特征在于，所述局部区域覆盖所述复材本体的至少部分叶尖
。6.
如权利要求5所述的复材风扇叶片，其特征在于，所述局部区域仅覆盖所述复材本...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃文源，陈璐璐，刘升旺，
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：