[發明專利]一種變編織角的三維編織復合材料機匣及設計方法

有效

• 申請號: 202011539946.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112696241B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 徐凱龍;于飛;陳偉;劉璐璐;趙振華;羅剛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F01D25/00;G06F30/15;G06F113/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種變編織角的三維編織復合材料機匣，包括斷裂葉片撞擊的包容區，其特征在于，所述包容區的機匣采用最優編織角的復合材料編織構型，所述最優編織角通過對編織角度不同的打靶試驗件進行打靶試驗得到；打靶試驗件曲率與包容區的機匣曲率一致，所述打靶試驗得到不同編織角度下復合材料的彈道極限，然后基于統計規律插值得到最優編織角。

2.根據權利要求1所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，所述包容區還包括發動機內部關鍵零部件對應的機匣區域。

3.根據權利要求1所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，所述包容區的機匣截面為中間凸起兩邊平滑變薄的變截面。

4.根據權利要求3所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，所述包容區機匣截面最厚處的厚度根據機匣安全系數和發動機整體重量決定。

5.根據權利要求1所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，還包括斷裂葉片撞擊不到的非包容區，所述非包容區機匣采用等截面復合材料編織構型。

6.根據權利要求5所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，所述非包容區的機匣厚度通過對不同厚度的復合材料進行基本力學性能測試得到，根據機匣安全系數和發動機整體重量確定最小厚度。

7.根據權利要求5所述的三維編織復合材料機匣，其特征在于，還包括螺紋孔，安裝邊螺紋孔的復合材料采用周向編織，復合材料的編織方向沿螺紋孔周邊。

8.一種變編織角的三維編織復合材料機匣的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）根據發動機內部氣動布局確定機匣的初步構型；

（2）確定斷裂葉片撞擊的機匣區域為包容區，斷裂葉片撞擊不到的機匣區域為非包容區；

（3）對編織角度不同的復合材料打靶試驗件進行打靶試驗，所述打靶試驗件曲率與包容區機匣的曲率一致；

（4）通過步驟（3）的打靶試驗得到不同編織角度下復合材料的彈道極限，然后基于統計規律插值得到包容區機匣的最優編織角；

（5）包容區機匣采用變截面，根據機匣安全系數和發動機整體重量確定包容區變截面最厚處的厚度；

（6）非包容區機匣采用等截面，對某一編織角下不同厚度的復合材料進行基本力學性能測試，根據機匣安全系數和發動機整體重量確定非包容區機匣截面的最小厚度；

（7）包容區和非包容區機匣壁厚之間的過渡以步驟（6）確定的非包容區機匣截面的厚度為基準通過平滑曲線過渡；

（8）最后校核機匣整體強度并進行整體機匣設計。

9.根據權利要求8所述的設計方法，其特征在于，還包括對機匣安裝邊螺紋孔的設計，根據螺紋孔的形狀大小進行周向編織復合材料。

10.根據權利要求8所述的設計方法，其特征在于，步驟（8）中所述的整體機匣設計包括調整機匣內外壁尺寸和優化包容區變截面曲線弧度。