[發明專利]金屬/復合材料混合結構的風扇葉片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210335009.9
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102808657A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 吳亞東;王安正;歐陽華;杜朝輝
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;F01D5/14
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理

1.一種金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征在于，所述風扇葉片的壓力面上設有內置復合材料的空槽結構，該空槽結構的底部與風扇葉片的吸力面等距離，空槽結構的厚度為風扇葉片的最大厚度的1/5～1/10，空槽結構與風扇葉片的外形輪廓形狀為等比例關系。

2.根據權利要求1所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的空槽結構的厚度為風扇葉片的最大厚度的1/7。

3.根據權利要求1所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的空槽結構的上邊沿與風扇葉片的葉頂間距為風扇葉片整體高度的5-10％，所述的空槽結構的前沿與風扇葉片的前緣的間距為葉片弦長的7-13％，所述的空槽結構的后沿與風扇葉片的尾緣的間距為葉片弦長的10-16％，所述的空槽結構的下邊沿與風扇葉片的底部的間距為風扇葉片整體高度的12-18％。

4.根據權利要求1或3所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的空槽結構的上邊沿與風扇葉片的葉頂間距為風扇葉片整體高度的8％；所述的空槽結構的前沿與風扇葉片的前緣的間距為葉片弦長的10％；所述的空槽結構的后沿與風扇葉片的尾緣的間距為葉片弦長的13％；所述的空槽結構的下邊沿與風扇葉片的底部的間距為風扇葉片整體高度的15％。

5.根據權利要求1所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的風扇葉片的底部依次設有下緣板和楔形榫頭，下緣板為等厚平板結構且下緣板與風扇葉片相焊接，該下緣板與風扇葉片、安裝風扇葉片的輪盤一起形成流道結構；楔形榫頭為紡錘體結構，用于將風扇葉片定位并傳遞載荷。

6.根據權利要求1所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的內置復合材料由若干層單向碳纖維復合材料疊加熱壓成型構成，每一層單向碳纖維的布置方向各不相同。

7.根據權利要求1所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的布置方向包括：用于增強風扇葉片的拉伸能力的沿風扇葉片的葉高方向布置的單向碳纖維復合材料、用于增強風扇葉片的抗扭曲能力的交錯布置的單向碳纖維復合材料。

8.根據權利要求7所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的單向碳纖維復合材料的纖維方向與風扇葉片的旋轉軸夾角為80～100°。

9.根據權利要求7或8所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片，其特征是，所述的單向碳纖維復合材料的纖維方向與風扇葉片的旋轉軸夾角為90°。

10.一種根據上述任一權利要求所述的金屬/復合材料混合結構的風扇葉片的制備方法，其特征在于，采用若干層單向碳纖維交錯相疊且經過熱壓成型組成內置復合材料，然后在金屬葉片壓力面側沿葉高方向切除部分金屬，并使用多層交錯結構的內置復合材料填充，使金屬和復合材料整體粘合在一起形成風扇葉片。

11.一種寬弦風扇，其特征在于，包括上述任一權利要求所述風扇葉片。

12.根據權利要求11所述的寬弦風扇，其特征是，包括：葉片輪盤和15-25片風扇葉片，葉片輪盤和風扇葉片之間通過榫頭連接。

13.一種民用大涵道比渦扇發動機，其特征在于，包括上述任一權利要求所述風扇葉片構成的寬弦風扇，其推重比為10～20。