[發明專利]一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構

有效

• 申請號: 202110490001.9
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113107605B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 高希光;周岳;宋迎東;張盛;于國強;劉晨陽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/22;F01D5/28;F01D5/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩;徐燕

1.一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：由葉身-緣板結構(1)、緣板-榫頭結構(2)和葉片緣板(3)組成，所述的葉身-緣板結構(1)為倒T形，T形伸出部分為葉身(11)，橫向部分為上緣板(12)，所述的緣板-榫頭結構(2)為正T形，T形伸出部分為榫頭(21)，橫向部分為下緣板(22)，所述的上緣板(12)與下緣板(22)相互縫合構成葉片緣板(3)，所述的榫頭(21)在軸向對稱處設置有卡槽(5),所述的卡槽(5)與輪盤上的凸塊配合進行周向定位。

2.根據權利要求1所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的葉身-緣板結構(1)由葉身主體鋪層結構和葉身外包鋪層結構組成，所述的葉身主體鋪層結構為平紋纖維布沿葉身(11)的徑向方向延伸，從葉盆向葉背鋪設，將完整的纖維布設置于葉身(11)的幾何中面，使纖維布不會因為葉身(11)各截面厚度不同而產生孔洞，所述的葉身外包鋪層結構從外部包裹所述的葉身主體鋪層結構形成葉身(11)，超過葉身主體鋪層結構底部邊緣的葉身外包鋪層結構翻折編織向兩側延伸形成上緣板(12)，翻折角度近于90度。

3.根據權利要求2所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的葉身(11)與上緣板(12)連接處為一環狀小半徑圓弧曲面，用于減少應力集中。

4.根據權利要求3所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的緣板-榫頭結構(2)由主體伸根鋪層結構和伸根鋪層間加補片結構組成，主體伸根鋪層結構沿榫頭(21)伸出方向鋪設伸層纖維布，承受主要的拉伸載荷，兩側外部的纖維布向上延伸并呈現接近于90度的彎折，形成下緣板(22)，主體伸根鋪層結構靠近榫頭(21)一端，兩側靠外的纖維布分別向外彎曲，離伸根中心越遠的纖維布彎曲程度越大，中心纖維布不發生彎曲，在纖維布空隙間插入小塊補片，形成榫齒(24)。

5.根據權利要求4所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的榫頭(21)為帶有伸根的燕尾式圓弧形結構，榫頭(21)橫截面法向與葉身(11)前緣至尾緣連線垂直，榫頭(21)與下緣板(22)連接處為一環狀小半徑圓弧曲面，用于減少應力集中。

6.根據權利要求1所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的葉片緣板(3)還包括增強緣板纖維布(4)，所述的上緣板(12)與下緣板(22)對齊鋪設，固定后在其上鋪設增強緣板纖維布(4)，對上緣板(12)和下緣板(22)進行增強固定。

7.根據權利要求6所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的上緣板(12)和下緣板(22)在重合處作層間縫合，所述的增強緣板纖維布(4)與上緣板(12)和下緣板(22)沿半徑方向作層間縫合加強固定強度。

8.根據權利要求6所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的上緣板(12)、下緣板(22)和增強緣板纖維布(4)的層數根據工藝要求可鋪設不同的層數調節厚度。

9.根據權利要求1所述的一種陶瓷基復合材料雙T形渦輪轉子葉片結構，其特征在于：所述的葉身(11)外形曲面為具有專用氣動特征的翼形曲線構成的包絡面，所述的葉片緣板(3)為旋轉中心位于發動機軸線的周向圓弧曲面薄板。