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CN105697070A - 一种组合结构的复合材料静子叶片 - Google Patents

一种组合结构的复合材料静子叶片 Download PDF

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CN105697070A
CN105697070A CN201410698530.8A CN201410698530A CN105697070A CN 105697070 A CN105697070 A CN 105697070A CN 201410698530 A CN201410698530 A CN 201410698530A CN 105697070 A CN105697070 A CN 105697070A
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CN
China
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blade
composite stator
guidance tape
flow passage
hole
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Pending
Application number
CN201410698530.8A
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English (en)
Inventor
马晓健
司艳丽
印雪梅
侯鹏
高兴
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AECC Shenyang Engine Research Institute
AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute
Original Assignee
AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute
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Publication date
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Abstract

一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；前缘包边与在叶身进行胶接；内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片；前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型；或采用其他金属材料，采用电解加工或机械加工成型；叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型，或采用纯纤维进行树脂RTM加工成型。本发明的优点：避免出现转接角结构，从而降低了转接角对于气体流道的影响，防止带来转接角内部缺陷，保证叶身内部质量。增大了前缘保护面积，增强叶片的抗冲刷能力。

Description

一种组合结构的复合材料静子叶片
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别涉及了一种组合结构的复合材料静子叶片。
背景技术
对于涡轮发动机，采用复合材料制作静子叶片可以获得可观的减重效果。静子叶片叶身两端通常具有内、外流道板，构成完整的空气流道，叶片整体呈倒“工”字型。已有的复合材料静子叶片为预浸料整体铺层结构，铺层在叶身与流道板连接处进行翻转形成转接角，转接角内部易出现空腔、孔隙等物理缺陷，形成强度薄弱点；较大外型则会对气体流路造成不利影响。此外，由于结构限制，包覆在叶身前缘的前缘包边长度小于叶片高度，无法对前缘进行完全保护。可见已有的复合材料静子叶片整体结构设计，无论对于维持气动性能、降低内部缺陷，或是能否方便外部保护均存在一定的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有复合材料静子叶片影响气动性能、易产生内部缺陷、不便于前缘保护的弊端，避免出现转接角结构，从而防止由于转接角带来的不利影响，提高叶片可靠性，特提供了一种组合结构的复合材料静子叶片。
本发明提供了一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；
其中，前缘包边与在叶身进行胶接。内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
内流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
外流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型。或采用其他金属材料，采用电解加工或机械加工成型。
叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型，或采用纯纤维进行树脂RTM加工成型。
所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔均为通孔，叶身叶根与叶尖穿过叶型孔，能与外流道板外表面平齐或者高于外表面。
所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔为非通孔、通孔或者部分为通孔。
所述的内外流道板上叶型孔数量分别与叶身数量相等。
外流道板上加工有固定座与安装孔，与外部进行固定安装。
所述的组合结构的复合材料静子叶片，一组叶片包含两个或两个以上叶身，构成扇形组件。
叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
本发明的优点：
本发明所述的组合结构的复合材料静子叶片，将复合材料静子叶片各个部分设计为独立成型，避免出现转接角结构，从而降低了转接角对于气体流道的影响，防止带来转接角内部缺陷，保证叶身内部质量。此外，由于单独成型的叶身整体为平板状，使得前缘包边可以从叶身两端开始进行包覆，增大了前缘保护面积，增强叶片的抗冲刷能力。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为组合结构的复合材料静子叶片示意图；
图2为组合结构的复合材料静子叶片安装示意图；
图中，1-叶身、1a-叶根、1b-叶尖、2-内流道板、2a-内流道板叶型孔、3-外流道板、3a-外流道板叶型孔、3b-固定座、3c-安装孔、4-前缘包边；5-固定机匣、6-前后内流道面、7-前后外流道面。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；
其中，前缘包边与在叶身进行胶接。内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
内流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
外流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型。或采用其他金属材料，采用电解加工或机械加工成型。
叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型，或采用纯纤维进行树脂RTM加工成型。
所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔均为通孔，叶身叶根与叶尖穿过叶型孔，能与外流道板外表面平齐或者高于外表面。
所述的内外流道板上叶型孔数量分别与叶身数量相等。
外流道板上加工有固定座与安装孔，与外部进行固定安装。
所述的组合结构的复合材料静子叶片，一组叶片包含两个叶身，构成扇形组件。
叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
实施例2
本发明提供了一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；
其中，前缘包边与在叶身进行胶接。内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
内流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
外流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型。或采用其他金属材料，采用电解加工或机械加工成型。
叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型，或采用纯纤维进行树脂RTM加工成型。
所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔，部分为非通孔，部分为通孔。
所述的内外流道板上叶型孔数量分别与叶身数量相等。
外流道板上加工有固定座与安装孔，与外部进行固定安装。
所述的组合结构的复合材料静子叶片，一组叶片包含四个叶身，构成扇形组件。
叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
实施例3
本实施例提供了一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；
其中，前缘包边与在叶身进行胶接。内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。
内流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
外流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形。
前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型。
叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型。
所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔均为通孔，叶身叶根与叶尖穿过叶型孔，能与外流道板外表面平齐或者高于外表面。
所述的内外流道板上叶型孔数量分别与叶身数量相等。
外流道板上加工有固定座与安装孔，与外部进行固定安装。
所述的组合结构的复合材料静子叶片，一组叶片包含六个以上叶身，构成扇形组件。
叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片。

Claims (6)

1.一种组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，包含叶身、前缘包边、内流道板、外流道板；
其中，前缘包边与在叶身进行胶接；内流道板上设有内流道板叶型孔，外流道板上设有外流道板叶型孔，叶身叶根、叶尖分别与内流道板、外流道板进行胶接，构成完整的复合材料静子叶片；
内流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形；
外流道板采用聚醚醚酮材料或聚酰亚胺材料或其他加工性能好的非金属材料，先制成毛坯，然后进行铣加工成形；
前缘包边，采用纯镍材料，经电镀加工成型；或采用其他金属材料，采用电解加工或机械加工成型；
叶身采用纤维增强的复合材料预浸料材料，采用模压工艺或热压罐制作成型，或采用纯纤维进行树脂RTM加工成型。
2.按照权利要求1所述的组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔均为通孔，叶身叶根与叶尖穿过叶型孔，能与外流道板外表面平齐或者高于外表面。
3.按照权利要求1所述的组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的内流道板叶型孔、外流道板叶型孔为非通孔、通孔或者部分为通孔。
4.按照权利要求1所述的组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的内外流道板上叶型孔数量分别与叶身数量相等。
5.按照权利要求1所述的组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：外流道板上加工有固定座与安装孔，与外部进行固定安装。
6.按照权利要求1所述的组合结构的复合材料静子叶片，其特征在于：所述的组合结构的复合材料静子叶片，一组叶片包含两个或两个以上叶身，构成扇形组件。
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