[实用新型]一种蜂窝夹心复合材料叶片

说明书

技术领域

本实用新型是一种复合材料叶片结构设计，具体涉及的是一种蜂窝夹心复合材料叶片；可应用于高速叶轮机械领域，如航空燃气涡轮发动机、螺旋桨、地面燃气轮机、发电汽轮机；低速大型叶片机领域，如风力机叶片、船舶舰艇桨叶等，用于替代现有叶片，进一步提升这类机械的各项性能。

背景技术

传统复合材料叶片，大多采用实心叶片结构，其复合材料用量大，重量重，成本高；在高速叶轮机械和低速大型叶片里，减轻叶片重量对提升叶轮机械的各项性能有至关重要的作用，采用空心复合材料叶片成为一种非常可行的方法。在一些高转速小型和大型低转速的叶轮机械，如航空发动机，地面燃气轮机、高速鼓风机、风力机等叶轮机械里，采用先进的复合材料空心叶片，能有效减轻叶片重量、提高叶片的抗弯扭、抗振性能，增加叶片的共振裕度，提升叶片效率同时保证叶片结构强度，从而提高此类叶轮机械的整体性能。本实用新型是一种能满足上述叶轮机械叶片要求的叶片结构设计，包括叶片的结构强度、减重、高效和稳定性，可靠性方面的要求，是一种切实可行的叶片替代方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空心复合材料叶片设计的一种叶片结构，为了达到叶片结构强度、减重、高效和稳定性、可靠性以及加工制造等方面的要求。这种蜂窝夹心复合材料叶片，采用树脂基复合材料面作为叶片型面材料，能有效抵抗叶片工作时产生的离心力，气流产生的弯扭力矩等气动载荷，这种叶片具有良好的抗拉、抗弯、抗扭性能；以复合材料蜂窝夹心作为叶片的内部支撑，能有效减少叶片的重量，保证叶片的结构强度，同时降低叶片工作时的振动噪声，增加叶片共振裕度，提升叶片运行时的稳定性和可靠性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：本实用新型的蜂窝夹心复合材料叶片，由包括叶面部分、夹心部分组成，均采用树脂基复合材料；所述叶面部分由两个复合材料板面组成，所述夹心部分由复合材料蜂窝结构组成；以树脂基复合材料作为叶片的构型材料，通过粘合和内部纤维的三维编织一体成型，再通过精加工得到。其特征在于：两个复合材料凹凸面分别粘合于蜂窝夹心结构的上下面，以一定的叶片构型弯扭粘合编织加工而成，从而达到工程化应用的叶片要求。

所述的两个凹凸树脂基复合材料面，用于包裹固定蜂窝夹心板，承受主要的气动载荷和离心力；采用复合材料蜂窝夹心作为叶片的内部支撑，保证内部结构的均匀合理性，防止局部应力产生，提升叶片结构强度。

本实用新型的优点：采用树脂基复合材料可实现叶面与蜂窝夹心的一体成型，加工制造方便，坚固耐用；相比于实心树脂基复合材料叶片，采用蜂窝夹心的复合材料空心叶片，能在保证叶片气动外形不变的情况下，有效降低叶片的质量，节省复合材料的用量，提高风扇叶片的结构强度，有效提升叶片的抗弯扭、抗振性能、提高叶片效率；采用复合材料的蜂窝夹心结构，能降低叶片工作时的噪声振动，增加叶片的共振裕度，提升叶片工作时的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的整体效果图。

图3是本实用新型的制造成型过程示意图。

在图中，叶片凸面蒙皮1，蜂窝夹心层2，叶片凹面蒙皮3，两个复合材料面板4，蜂窝夹心板5，复合材料蜂窝夹心叶片6。

具体实施方式

结合附图对本实用新型进行详细说明。本实用新型的蜂窝夹心复合材料叶片，由包括叶面部分、夹心部分组成，均采用树脂基复合材料；所述叶面部分由两个复合材料面板4组成，所述夹心部分由复合材料蜂窝夹心板5组成；以树脂基复合材料作为叶片的构型材料，通过粘合和内部纤维的三维编织一体成型，再通过精加工得到。其特征在于：通过叶片凸面蒙皮1和叶片凹面蒙皮3包裹蜂窝夹心层2，通过一定手段粘合编织弯扭，再加工而成复合材料蜂窝夹心叶片6。