[发明专利]一种基于中空结构金属/复合材料构架的风扇叶片

摘要

一种基于中空结构金属/复合材料构架的风扇叶片，其内部基体为空间离散的肋骨结构，它由中空结构金属/复合材料构架组成，该构架由任意空间结构组合优化形成的肋骨结构和内部的孔隙组成；孔隙率直接表现为肋骨空间排列方式和肋骨直径分布；肋骨结构与叶片表面固连为一体；肋骨结构可通过金刚石结构、四面体单元结构、六面体单元结构、蜂窝结构或其他任意空间结构组合优化形；肋骨空间排列方式和肋骨直径分布，沿叶片径向随着半径的增大，肋骨直径逐渐减小，空间排列逐渐稀疏；叶片表面的厚度由气动负荷和工艺条件来控制；金属构架叶片可使用高能束快速成型加工；本发明直接快速成型，工艺简单，结构形位可设计性强。

主权项

1、一种基于中空结构金属/复合材料构架的风扇叶片，其特征在于：该叶片内部基体为空间离散的肋骨结构，叶片由中空结构金属/复合材料构架组成，孔隙率直接表现为肋骨空间排列方式和肋骨直径分布；叶片表面设计成带孔与内部联通及封闭表面的形式，肋骨结构与叶片表面固连为一体；所述的肋骨结构通过其空间排列方式来控制叶片的刚度以及由离心力及气动力引起的叶片变形；所述中空结构金属/复合材料构架，它由空间排列方式优化形成的肋骨结构和内部的孔隙组成；所述的肋骨空间排列方式和肋骨直径分布，沿叶片径向随着半径的增大，肋骨直径逐渐减小，空间排列逐渐稀疏，具体根据叶片的离心应力和气动载荷分布来进行设计控制，通过对叶片中肋骨空间分布及形位的控制，提高叶片的比强度和比刚度，达到满足叶片强度的设计要求；所述叶片表面的厚度由气动负荷和工艺条件来控制，可进行局部厚度调整以提高风扇抗外物击伤的能力；所述叶片的肋骨结构和叶片表面固连为一体，复合材料构架叶片采用常规的复合材料粘接方法，金属构架叶片可通过激光快速成型技术整体加工及使用高能束的熔覆快速成型技术工艺加工而成。