[發明專利]一種三維機織復合材料風扇流道平臺預制件及其制備方法

有效

• 申請號: 202210229209.X
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114635217B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 周海麗;李超;劉志艷;陳璐璐;孫方方;張媛媛;張立泉
• 申請（專利權）人: 南京玻璃纖維研究設計院有限公司;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: D03D1/00
• 分類號: D03D1/00;D03D25/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

本發明公開了一種三維機織復合材料風扇流道平臺預制件及其制備方法，預制件包括面板P1、第一側壁P2和第二側壁P3，所述面板P1形成流道平臺L0的流道面L1，所述第一側壁P2和第二側壁P3的底側面與所述面板P1連接，所述第一側壁P2和第二側壁P3之間至少部分通過折疊重合從而與所述面板P1共同形成盒狀結構，第一側壁P2和第二側壁P3之間的折疊重合部分構成盒狀結構的封頂L4，第一側壁P2和第二側壁P3還分別形成與所述面板P1連接的第一加強筋L2和第二加強筋L3。本發明流道平臺具有結構一體性好，實現兩側加強筋、封頂區及流道面一體連接，操作簡單，外觀均勻，滿足離心力變形和強度需求。

技術領域

本發明屬于三維機織復合材料增強體預制件的通常領域，特別涉及一種三維機織復合材料風扇流道平臺預制件及其制備方法。

背景技術

三維機織立體織物具有結構可設計性強的特點，可實現不同異形截面的制備，如π形件、T形件、十字形件等，通過大提花織機可實現單根紗線路徑單獨控制，紗線路徑可設計性較強且織物制備效率高，因此三維機織預制件作為復合材料增強體受到越來越多的青睞。航空發動機風扇平臺主要受離心載荷作用，為了提高其抗離心力，專利CN104395515B提出采用三維機織封閉盒結構提高流道平臺強度，并提出幾種封閉方法,其中封閉口分布在兩側加強筋上或者在封閉連接板與一側加強筋連接處，即盒子一角，封閉口容易形成凸起的接頭，接口較粗糙，不利于外形尺寸控制。此外，接口在一角易導致流道平板兩側結構不勻，接口在兩側加強筋上煩的情況是封頂為獨立面，再與側板加強筋連接，破壞了加強筋的一體性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種三維機織復合材料風扇流道平臺預制件及其制備方法，以解決現有技術風扇流道平臺存在一體性差或接口粗糙不利于外形尺寸控制等問題，實現兩側加強筋、封頂區及流道面一體連接，操作簡單，外觀均勻，滿足離心力變形和強度需求。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種三維機織復合材料風扇流道平臺預制件，包括面板P1、第一側壁P2和第二側壁P3，

所述面板P1形成流道平臺L0的流道面L1，所述第一側壁P2和第二側壁P3的底側面與所述面板P1連接，所述第一側壁P2和第二側壁P3之間至少部分通過折疊重合從而與所述面板P1共同形成盒狀結構，第一側壁P2和第二側壁P3之間的折疊重合部分構成盒狀結構的封頂L4，第一側壁P2和第二側壁P3還分別形成與所述面板P1連接的第一加強筋L2和第二加強筋L3。

進一步地，所述第一側壁P2包括緊挨著面板P1的第一區域P21、自第一區域P21向幅寬自由端方向延伸的第二區域P22以及第二區域P22向前止口方向延伸的第三區域P23，所述第二側壁P3包括緊挨著面板P1的第一區域P31、自第一區域P31向幅寬自由端方向延伸的第二區域P32以及第二區域P32向前止口方向延伸的第三區域P33。

進一步地，所述第一側壁P2還包括自第二區域P22向幅寬自由端方向延伸的第四區域P24，所述第二側壁P3還包括自第二區域P32向幅寬自由端方向延伸的第四區域P34。

進一步地，各區域的厚度關系為：第一側壁P2中第三區域P23第二區域P22第一側壁P21，第二側壁P3中第三區域P33第二區域P32第一側壁P31。

進一步地，第一側壁P2的第四區域P24的厚度與第三區域P23的厚度相同，第二側壁P3的第四區域P34的厚度與第三區域P33的厚度相同。

根據上述的三維機織復合材料風扇流道平臺預制件的制備方法，

所述第一側壁P2和第二側壁P3的緯紗至少部分來源于面板P1幅寬方向的中心區域P12，面板P1沿著幅寬方向至少保留1根緯紗貫穿，面板底側至少保留1根緯紗貫穿幅寬方向，對面板P1沿著幅寬方向中心區域P12的部分緯紗分給第一側壁P2和第二側壁P3的位置，采用額外引入緯紗的方式進行補足，所述第一側壁P2、第二側壁P3和面板P1的表面層緯紗W1保持連續，