[发明专利]一种复合材料叶片与金属叶柄的连接结构

说明书

技术领域：

本发明属于机械结构设计，涉及一种复合材料叶片与金属叶柄的连接结构。

背景技术：

复合材料叶片是风机主要部件，一般由金属件连接轮毂，复合材料与叶柄连接，传递气动及载荷，见图1。为保证叶片的结构重量最轻，并保证一定的刚度及强度，复合材料叶片一般设置碳梁及蒙皮，蒙皮保证气动外形并产生气动载荷，碳梁承受并传递载荷值轮毂。由于复合材料碳梁至圆柱形叶柄的过度，损失了结构的承载能力

因此，为保证叶片高速工作时复合材料叶片不会甩出，进而对安全及财产造成严重影响，必须合理设计金属叶柄与复合材料叶身之间的连接结构。现有的叶柄连接结构见图1，共包含3个部分。这种结构的主要缺点是叶柄承载能力差。

发明内容：

发明目的：

技术方案：

提供一种复合材料与金属叶柄的桨叶连接结构，包括金属叶柄、副梁、主梁和桨叶壳体；所述的金属叶柄、主梁和副梁构成桨叶抗拉伸和抗弯曲的骨架，所述桨叶壳体套装在所述骨架上形成桨叶叶片；

主梁和副梁均为U型板结构；

金属叶柄一端为桨毂连接端，另一端为叶片骨架连接板；所述叶片骨架连接板开有前通孔和后通孔；

所述的主梁穿过前通孔，主梁和副梁的U型开口方向一致，副梁穿过后通孔包夹住主梁并与主梁固定为一体。

进一步的，所述副梁穿过后通孔包夹住主梁并与主梁粘接为一体。

进一步的，桨叶壳体包括泡沫芯和蒙皮，所述蒙皮包裹叶片骨架连接板、副梁和主梁，并且在蒙皮与叶骨架连接板、副梁和主梁之间填充泡沫芯。

进一步的，主梁和副梁为碳纤维或玻璃纤维复合材质。

进一步的，所述金属叶柄为钢合金或铝合金。

进一步的，蒙皮为碳纤维、玻璃纤维或金属材质。

进一步的，主梁U型板结构的长度大于副梁U型板结构的长度。

进一步的，所述前通孔和后通孔为缝隙孔。

进一步的，所述前通孔和后通孔的孔壁面为弧面，并分别与主梁和副梁的U型板结构弧面形状相配。

技术效果：叶柄连接结构显著提高了承载能力，可用于高转速叶片。

附图说明：

图1为现有技术的叶片结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图1的截面试图；

图4为金属叶柄结构示意图；

图5为骨架与金属叶柄连接示意图；

图6为叶柄骨架连接端剖视图；

其中1-主梁、2-副梁、3-桨毂连接端、4-叶片骨架连接板、5-泡沫芯、6-蒙皮、7-前通孔、8-后通孔、9-孔壁弧面、10-U型结构弧面、11-现有技术的、22-现有技术的、33-现有技术的。

具体实施方式：

结合附图具体提供如下实施方式

提供一种复合材料与金属叶柄的桨叶连接结构，包括金属叶柄、副梁、主梁和桨叶壳体；所述的金属叶柄、主梁和副梁构成桨叶抗拉伸和抗弯曲的骨架，所述桨叶壳体套装在所述骨架上形成桨叶叶片；

主梁和副梁均为U型板结构；

金属叶柄一端为桨毂连接端，另一端为叶片骨架连接板；所述叶片骨架连接板开有前通孔和后通孔；

所述的主梁穿过前通孔，主梁和副梁的U型开口方向一致，副梁穿过后通孔包夹住主梁并与主梁固定为一体。

进一步的，所述副梁穿过后通孔包夹住主梁并与主梁粘接为一体。

进一步的，桨叶壳体包括泡沫芯和蒙皮，所述蒙皮包裹叶片骨架连接板、副梁和主梁，并且在蒙皮与叶骨架连接板、副梁和主梁之间填充泡沫芯；主梁和副梁为碳纤维复合材质；所述金属叶柄为铝合金；蒙皮为碳纤维；主梁U型板结构的长度大于副梁U型板结构的长度；所述前通孔和后通孔为缝隙孔；所述前通孔和后通孔的孔壁面为弧面，并分别与主梁和副梁的U型板结构弧面形状相配。