[發明專利]用于多材料翼型件的機械聯鎖特征部

有效

• 申請號: 201310224754.0
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103485830B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: N.J.克雷;P.D.沙;D-J.辛
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/28;F01D9/02;F04D29/26;F04D29/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;傅永霄

本發明涉及用于多材料翼型件的機械聯鎖特征部。一種翼型件，具有第一母體材料和第二包裹材料，其中，母體材料和包裹材料為至少部分地不同的材料，并且其中，聯鎖區域形成于母體材料和包裹材料之間并具有聯鎖特征部。

技術領域

本實施例大致涉及燃氣渦輪發動機。更具體而言但不以限制的方式，本實施例涉及針對提供用于多材料翼型件的機械聯鎖特征部的裝置和方法。

背景技術

在渦輪發動機中，空氣在壓縮機中加壓并且在燃燒器中與燃料混合以生成熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體向下游流動經過渦輪級。這些渦輪級從燃燒氣體中提取能量。高壓渦輪包括第一級噴嘴和轉子組件，轉子組件包括盤和多個渦輪葉片。高壓渦輪首先從燃燒器接收熱的燃燒氣體并包括第一級定子噴嘴，第一級定子噴嘴將燃燒氣體向下游導向經過從第一轉子盤徑向地向外延伸的一排高壓渦輪轉子葉片。在二級渦輪中，第二級定子噴嘴定位于第一級下游，之后繼而為從第二轉子盤徑向地向外延伸的一排第二級渦輪葉片。定子噴嘴以一方式將熱的燃燒氣體導向以增加相鄰下游渦輪葉片處的提取。

第一轉子盤和第二轉子盤由相對應的轉子軸接合到壓縮機用于在運行期間對壓縮機提供動力。這些通常被稱作高壓渦輪。渦輪發動機可包括多級靜態翼型件，通常被稱作靜葉，在通常被稱作葉片的旋轉翼型件之間沿發動機軸向方向隔開。多級低壓渦輪在二級高壓渦輪后方并且通常由第二軸接合到布置于典型渦輪風扇航行器發動機配置中的壓縮機上游的風扇，用于對飛行中的航行器提供動力。

在燃燒氣體向下游流動經過渦輪級時，從燃燒氣體提取能量并且降低了燃燒氣體的壓力。燃燒氣體用于對壓縮機以及渦輪輸出軸提供動力用于電力和船舶用途或者在航空用途中提供推力。以此方式，燃料能量被轉換為旋轉軸的機械能量以對壓縮機提供動力并且供應使該過程持續所需的壓縮空氣。

燃氣渦輪發動機的一個希望的特征或設計為改進翼型結構的性能。這可以以多種方式發生。改進翼型件性能的一個方式是利用用于翼型件的多材料設計。這將允許不同模量、密度或延展性的具體優點。其額外地允許在例如沖擊條件的極限載荷條件下進行優化。然而，雖然將希望使用多材料，但基于材料本身，這些多材料經由例如焊接的現有技術的接合常常是不可能的。可研究其他選擇，例如傳統粘結接合。這些典型的粘結接合或搭接接合涉及到通過粘結剪切界面來轉移荷載的材料界面。然而，希望改進粘著地粘結在一起的典型的剪切接合或搭接接合。還希望改進組合形成翼型件的材料的界面強度。

如從前文可看出，需要優化翼型件的性能。此外，需要優化葉片設計以包括更輕重量的材料同時提供渦輪發動機的葉片、翼型件和類似部件或者使用翼型件設計的其它構造所必需的強度特征。

發明內容

本公開的某些實施例涉及一種多材料翼型件，包括第一翼型部和第二翼型部，該第一翼型部可連接到轉子盤，第一翼型部由第一材料形成，第一翼型部具有從其延伸的聯鎖特征部，該第二翼型部連接到第一翼型部的聯鎖特征部，第二翼型部從第一翼型部沿徑向方向延伸，第二翼型部由至少部分地不同的材料形成。

根據某些實施例，一種用于多材料翼型件的機械聯鎖包括：前緣、后緣、柄端和對置頂端；可連接到轉子盤的母體，母體由第一材料形成并且具有沿徑向向上方向延伸的聯鎖特征部；包裹件，由與第一材料至少部分地不同的材料形成，包裹件限定對置頂端，包裹件具有用于接納聯鎖特征部的腔，包裹件從母體沿徑向方向延伸。

根據另外的實施例，一種用于多材料翼型件的機械聯鎖包括：第一翼型部，由第一材料形成并且具有沿徑向向上方向延伸的聯鎖特征部；由第二材料形成的第二翼型部，其中，第二材料與第一材料至少部分地不同，第二翼型部從第一翼型部沿徑向方向延伸；第二翼型部具有接納聯鎖特征部的腔，第一翼型部和第二翼型部限定聯鎖區域，其中，布置聯鎖特征部和聯鎖腔。

一種用于多材料翼型件的機械聯鎖，包括：

第一翼型部，能夠連接到轉子盤，第一翼型部由第一材料形成；

第一翼型部具有從該第一翼型部延伸的聯鎖特征部；