[发明专利]可变刚度支承壳体

说明书

一种涡轮发动机，其包括联接到转子组件的支承元件和支承壳体，支承壳体设置成与涡轮发动机的轴向中心线基本同心。支承壳体包括联接到支承元件的第一构件。第一构件限定凹槽，可变刚度元件在该凹槽处联接到第一构件并设置在凹槽内。支承壳体沿载荷方向限定第一部分和与第一部分相邻的第二部分。第一部分和第二部分一起至少基于沿载荷方向的载荷变化在它们之间选择性地限定间隙。

技术领域

本主题大体涉及用于涡轮发动机的可变刚度静态构件。

背景技术

机械结构，包括围绕诸如涡轮发动机的旋转结构的静态壳体，通常包括为每个载荷构件限定单个线性的刚度或载荷与挠曲关系的结构件。然而，载荷变化或挠曲可以基于结构件所限定的机械结构的操作条件来限定线性行为。这样，已知的结构件可以限定相对于结构件所附接的机械结构的载荷或挠曲行为的有限范围的可操作性。因此，需要用于机械结构的结构件的改进的刚度特性。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开涉及一种涡轮发动机，其包括联接到转子组件的支承元件和基本上与涡轮发动机的轴向中心线同心设置的支承壳体。支承壳体包括联接到支承元件的第一构件。第一构件限定凹槽，可变刚度元件在该凹槽处联接到第一构件并设置在凹槽内。支承壳体沿载荷方向限定第一部分和与第一部分相邻的第二部分。第一部分和第二部分一起至少基于沿载荷方向的载荷变化在它们之间选择性地限定间隙。

在各种实施例中，可变刚度元件包括形状记忆合金。在其他各种实施例中，可变刚度元件包括限定双向记忆效应的形状记忆合金。在一个实施例中，可变刚度元件在对应于零转/分钟(RPM)到涡轮发动机的空转操作条件的载荷下，限定第一刚度。在另一个实施例中，支承壳体至少基于来自可变刚度元件和第一构件的刚度之和限定总刚度。总刚度基本上对应于从零RPM到涡轮发动机的空转操作条件的第一构件刚度。在又一个实施例中，可变刚度元件将第一刚度限定为小于在对应于零RPM到涡轮发动机的空转操作条件的载荷下的第一构件刚度。

在更多实施例中，可变刚度元件在对应于从涡轮发动机的空转操作条件到最大正常载荷操作条件的载荷下，限定第二刚度。在一个实施例中，支承壳体至少基于来自可变刚度元件和第一构件的刚度之和来限定总刚度。总刚度基本上对应于第一构件的刚度和可变刚度元件的第二刚度之和。在另一个实施例中，当涡轮发动机限定异常载荷操作条件时，间隙等于零。在又一个实施例中，可变刚度元件将第二刚度限定为大于在对应于从涡轮发动机的空转操作条件到最大正常载荷操作条件的载荷下的第一构件刚度。

在各种实施例中，可变刚度元件限定弹簧。在一个实施例中，可变刚度元件限定帽形弹簧，波形弹簧，螺旋弹簧，波纹板，弹簧指，或其组合。

在更多实施例中，发动机还包括流体供应导管，其提供与可变刚度元件热连通的流体流。在一个实施例中，支承壳体限定了与流体供应导管流体连通的开口，通过该开口提供与可变刚度元件热连通的流体流。在各种实施例中，发动机还包括控制器，其基于发动机操作条件调整流体流与可变刚度元件的热连通。在一个实施例中，控制器调节可变刚度元件处的与涡轮发动机的发动机操作条件直接相关的热能。

在一个实施例中，第一构件限定竖直部分，该竖直部分联接到水平部分以限定凹槽。

在另一个实施例中，转子组件限定涡轮发动机的高速转子组件。

在又一个实施例中，支承壳体设置在涡轮发动机的燃烧区段的后面。

在又一个实施例中，间隙在大约0.040毫米和零毫米之间变化。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明