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復合風扇葉的結構優勢一覽

發布時間:2019-09-18

  復合風扇葉的結構優勢一覽

  碳纖維編織物的創新應用產生了一種可抵抗葉片沖擊的韌性結構,噴氣式發動機設計師面臨的眾多挑戰之一是在發動機內安裝一個風扇葉,這樣既不會威脅乘客,也不會威脅機身,今天小編將去介紹復合風扇葉的結構優勢。

 

  風扇機殼結構不僅要承受葉片沖擊,而且在發動機停機時還必須保持其結構完整性,在發動機失去葉片后,由于風扇不平衡,風扇機殼上的負荷上升,遠遠高于正常飛行時的負荷,在發動機停機期間(通常為15秒),由于葉片斷裂造成的損壞,風扇殼體中的裂紋會迅速擴展。如果風扇外殼完全失效,那么對發動機和飛機的后果可能是災難性的。

  目前有兩種常用的葉片密封方法,一種是軟壁風扇外殼,采用鋁外殼,上面纏繞著干燥的芳綸纖維,被設計成允許一個斷裂的刀片通過它的鋁組件,在那里它被停止并包含在外部芳綸纖維包裹物中,另一種類型,硬壁風扇罩,是鋁合金的,旨在反映葉片回到發動機,硬壁的概念使設計師能夠通過建立一個較小的徑向包絡的情況下,改善發動機空氣動力學。

  一個碳復合材料套管可以減輕重量,但它是否可以設計成在葉片撞擊時具有韌性?它有望與韌性金屬套管的強度和延性性能相匹配,但重量要輕得多,關鍵部件是它的加固,編織結構對層間分層具有很強的抵抗力,由于每個層中都存在所有纖維取向,因此所有層都是相同的,因此,層間界面處的剛度匹配會產生固有的結構韌性,此外,三軸纖維結構將線性裂紋擴展限制在非常有限的區域內。

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