[發(fā)明專利]由機(jī)械錨固元件組裝的兩個零件的組件，由復(fù)合材料制成的一個零件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580057642.8
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN107075958B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱利恩·施耐德;約翰·費(fèi)特恩;蒂里·戈登
• 申請（專利權(quán)）人: 賽峰航空器發(fā)動機(jī)
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;B29C70/68
• 代理公司: 11234 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 宋義興;桑麗茹

本發(fā)明涉及一種兩個零件(2，4)的組件，一個零件(4)由具有纖維加強(qiáng)件的復(fù)合材料制成，所述纖維加強(qiáng)件由纖維預(yù)成形件獲得，所述纖維預(yù)成形件利用三維編織制造，且由基質(zhì)致密化。該組件包括機(jī)械錨固元件(12)，所述機(jī)械錨固元件(12)固定到一個零件，且插入到另一個零件內(nèi)部。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及將一結(jié)構(gòu)的兩個零件組裝在一起的一般領(lǐng)域，其中一個零件由具有纖維加強(qiáng)件的復(fù)合材料制成，該纖維加強(qiáng)件由纖維預(yù)成形件獲得，該纖維預(yù)成形件通過三維編織制成，且用基質(zhì)致密化。

本發(fā)明的應(yīng)用的非限制性例子特別包括將金屬帶組裝在由復(fù)合材料制成的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的葉片的前緣上，以及將殼體組裝在用于渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的螺旋槳葉片的由復(fù)合材料制成的翼梁形成結(jié)構(gòu)芯上。

已知通過使用纖維加強(qiáng)件來制造由復(fù)合材料制成的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的葉片，該纖維加強(qiáng)件由纖維預(yù)成形件獲得，該纖維預(yù)成形件通過三維編織制成，且用基質(zhì)致密化。與用于制成復(fù)合材料葉片的其它已知技術(shù)相比，通過三維編織制成纖維預(yù)成形件具有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是例如不需要對插入件的任何依賴或不安裝任何其它單獨(dú)元件。參考文獻(xiàn)EP 1526 285，其描述了制造這種風(fēng)機(jī)葉片的方法。

此外，已知將金屬帶(或加強(qiáng)件)安裝在這種復(fù)合材料渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的葉片的前緣上，以保護(hù)復(fù)合結(jié)構(gòu)免受磨損/侵蝕，且在抵抗異物的沖擊的情況下也是如此。這特別適用于渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的被暴露于吸入鳥、冰雹和冰等的風(fēng)機(jī)葉片。

通常，例如通過機(jī)械技術(shù)例如沖壓、成形或電鑄制成的金屬帶利用粘合劑的珠子粘合地粘結(jié)在復(fù)合材料葉片的前緣上。該操作可以在用于粘結(jié)金屬帶的模具中或在爐子中進(jìn)行，以便固化施加在該帶上的粘合劑的珠子(如果有的話)。

以這種方式將金屬帶組裝在復(fù)合材料葉片的前緣上具有許多缺點(diǎn)。特別地，當(dāng)葉片在其弦方向或其長度方向上經(jīng)受變形時，該單元的局部翹曲使粘合劑的珠子受到顯著的牽引力和撕裂力，這可能導(dǎo)致金屬帶的法蘭變得松脫。可惜，一旦這些法蘭已經(jīng)松脫，金屬帶在離心力作用下的慣性就會使該帶向外彈出。

提供具有局部加強(qiáng)件的帶然后可以構(gòu)成用于限制任何不粘合的傳播的解決方案，但是已經(jīng)提出的解決方案，例如鉆孔和加工翼型和該帶以使機(jī)械緊固件穿過它們，產(chǎn)生了額外的操作且局部地?fù)p壞該翼型。此外，該帶的位置區(qū)域需要具有高度的空氣動力性能，這需要用于組裝該帶以便盡可能接近該帶形狀的裝置?？上В瑢τ诰哂性絹碓綇?fù)雜的形狀的風(fēng)機(jī)葉片，當(dāng)使用現(xiàn)有技術(shù)的組裝方案時，該約束變得難以滿足。

發(fā)明內(nèi)容

因此，存在需要具有不存在上述缺點(diǎn)的組件。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種兩個零件的組件實(shí)現(xiàn)，一個零件由具有纖維加強(qiáng)件的復(fù)合材料制成，該纖維加強(qiáng)件由纖維預(yù)成形件獲得，該纖維預(yù)成形件通過三維編織制成，且用基質(zhì)致密化，該組件特征在于，其包括機(jī)械錨固元件，所述機(jī)械錨固元件固定到一個零件且插入到另一零件內(nèi)部中。

本發(fā)明的不同尋常之處在于，插入到復(fù)合材料零件內(nèi)的機(jī)械錨固元件用于顯著地增加兩零件之間的粘合劑的粘結(jié)面積。結(jié)果，兩個零件之間的組裝強(qiáng)度可以大大加強(qiáng)。特別地，當(dāng)金屬帶被組裝在復(fù)合材料葉片的前緣上時，可以根據(jù)葉片中剪應(yīng)力的水平來調(diào)節(jié)機(jī)械錨固元件的位置。最后，組件的不同尋常之處在于，其不需要復(fù)合材料零件被鉆孔，機(jī)械錨固元件僅僅插入在復(fù)合材料零件的纖維之間。因此可以避免復(fù)合材料部件的任何劣化。

將機(jī)械錨固元件插入到在纖維預(yù)成形件的編織過程中所提供的非互連區(qū)域中，該纖維預(yù)成形件用于制造復(fù)合材料零件的纖維加強(qiáng)件。

此外，在將樹脂注入所述纖維預(yù)成形件的步驟之前，將機(jī)械錨固元件插入到纖維預(yù)成形件中的非互連區(qū)域中。換句話說，機(jī)械錨固在尚未注入樹脂的(復(fù)合材料零件的)纖維預(yù)成件上進(jìn)行，預(yù)成形件和其他零件隨后被放置在注塑模具中，以便一起實(shí)施樹脂的注入。

在一實(shí)施例中，復(fù)合材料零件是渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的葉片的翼型，另一個零件是金屬帶，所述金屬帶用于在所述翼型的前緣上進(jìn)行組裝。