[发明专利]包含纤维预制件的涡轮发动机部件

说明书

本发明涉及一种涡轮发动机部件的纤维预制件(1)，所述预制件具有由多条编织股线(3a)形成的三维织物，所述预制件的特征在于，在部件的剪切平面(P)内，存在于该平面内的所有或部分股线具有与其中心线(X)形成介于10°和50°之间的角度(α)的纤维(5)。

技术领域

本发明涉及一种由复合材料制成的涡轮发动机部件的纤维预制件，该预制件具有由多条编织股线形成的三维织物，这些编织股线的纤维相对于其中心线以特定方式定向。

背景技术

在编织纤维增强复合材料部件领域，为了获得所需的强度特性，用于编织的股线通常以优选方向定向。例如，为了在单轴拉伸应力下提供强度，其中一个编织方向与该应力方向共线定向。

如果目的是为零件提供剪切强度，那么就有必要以不同方式定向股线。这种为提高剪切强度而改变股线定向的做法会导致拉伸强度的显著降低。

同样已知的还有US2018/0119550，公开了一种带有平台的叶片，该平台具有加强肋，以及US2011/0311368，公开了一种复合材料涡轮发动机叶片及其制造方法。

仍然希望改善涡轮发动机部件的剪切强度。特别是，仍然希望涡轮发动机部件在不过度影响抗拉强度的情况下具有更好的剪切强度。

发明内容

根据第一方面，本发明的目的是一种涡轮发动机部件的纤维预制件，所述预制件具有由多条编织股线形成的三维织物，所述预制件的特征在于，在部件的剪切平面内，存在于该平面内的所有或部分股线具有与其中心线形成介于10°和50°之间的角度的纤维。

股线的中心线对应于其伸长方向。它由连接股线横截面的所有重心的线定义。

剪切平面是施加剪切力的平面。对于给定的涡轮发动机部件，本领域技术人员知道如何确定剪切平面，因为他或她知道该部件在涡轮发动机中的位置和功能，因此知道它所承受的应力。

本发明的基础是改变纤维在剪切平面中的股线内形成的角度，而不是改变预制件中股线的定向。发明人发现，如上所述那样定向股线内的纤维有利于提高组件的剪切强度。这种解决方案的优点是不影响编织股线的定向，因此，特别是避免了对部件的抗拉强度的过度影响。

在一个示例性的实施方式中，所述角度介于30°和50°之间。

纤维的这种定向有利地进一步提高了涡轮发动机部件的剪切强度。

该角度例如介于40°和50°之间或30°和45°之间，例如基本等于45°。

在一个示例性实施方式中，预制件包括存在于所述剪切平面中并沿部件的拉伸应力方向延伸的股线，所述股线具有与所述拉伸应力方向形成小于或等于15°的角度的纤维。

至于剪切平面，本领域技术人员能够在纤维预制件上确定该部件的拉伸应力方向。该拉伸应力方向可以是经向或纬向。

这样的特征通过使纤维更接近于拉伸应力方向，有利地优化了部件的拉伸强度。

特别是，其纤维如上所述相对于中心线定向的股线还可以沿着拉伸应力方向验证该纤维定向条件。或者，除上述纤维相对于中心线定向的股线以外的股线可以沿着拉伸应力方向验证该纤维定向条件。

在一个示例性实施方式中，在所述剪切平面的第一区域中存在第一组经向股线和相应纬向股线，所述第一组经向股线和相应纬向股线具有与其中心线形成介于10°和50°之间的第一角度的纤维，并且其中在所述剪切平面的与所述第一区域不同的第二区域中存在第二组经向股线和相应纬向股线，所述第二组经向股线和相应纬向股线具有与其中心线形成第二角度的纤维，所述第二角度不同于所述第一角度。

在该示例中，纤维相对于中心线的定向随纤维预制件中的位置而变化。当目的是为了在部件的不同位置承受不同类型的机械应力时，这样的示例使得以优化的方式设计部件成为可能。