CN108248064A - 一种叶尖碳纤维结构的制造方法 - Google Patents

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闵殿喜
李伯瀚
寇巧娜
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Abstract

本发明属于复合材料结构设计技术领域，涉及一种叶尖碳纤维结构的制造方法。本发明是叶尖结构的制造方法，先铺下模布层、泡沫、上模布层，铺上模布层过程中分几次放置贴片，每次放置后进行包裹，在上模上对接。此结构不会因叶尖包裹布被修磨掉，而降低叶尖强度，在保证叶片运行要求同时，降低了与叶片配合使用金属管道的加工精度，大大的降低了成本。

Description

一种叶尖碳纤维结构的制造方法
技术领域
本发明属于复合材料结构设计技术领域，涉及一种叶尖碳纤维结构的制造方法。
背景技术
随着国家经济实力增强，正在努力向航空、航天等高科技领域的发展，研制各类航天、航空飞行器，需要进行大量的风洞试验工作，同时，各种材料的抗压抗热试验，汽车、高速列车、船只的空气阻力、耐热与抗压试验也需要进行风洞测试。因此低速、跨声速、超声速、高超声速各类型风洞得到快速发展，到目前为止，我国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞，为了适应市场需求的变化，我公司的产品也要做相应的调整。
压缩机是连续式跨声速风洞的核心设备，而其中的压缩机叶片是核心中关键，为降低压缩机的整体重量，减少压缩机的启动惯量，复合材料凭借其质量轻，优越的比强度、比刚度、比模量和耐腐蚀性能等优点逐渐取代金属材料成为压缩机叶片首选。为降低能耗、降低压缩机重量和转动惯量，采用碳纤维复合材料作为压缩机叶片的主要材料的泡沫夹心结构。
风洞管道由金属管道组成，由于加工精度和组装后变形等因素，叶片叶尖需要有修磨量，方便叶片在和轮毂和安装时进行修磨调整叶尖和风洞管道的间隙，达到顺利使用的目的。现有结构因叶片采用泡沫夹心结构。叶尖必须有填充物，结构见图1，修磨会使表层包裹布修磨掉。风洞叶片具有高转速的运行的特点，叶尖线速度可达250m/s以上，运行过程中的离心力比较大，易造成填充物和叶片本体分离，造成叶片损坏。
发明内容
本发明的目的：本发明目的在于克服由于叶尖包裹布被修磨后，叶尖填充物因离心力作用，和叶片本体分离，造成叶片损坏。
本发明的技术方案：一种叶尖碳纤维结构的制造方法，其特征在于，
叶片层铺时，先铺叶尖碳纤维包裹布4，铺泡沫下面长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，再铺泡沫下面中长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，最后铺泡沫下面短的外层碳纤维布1；将泡沫2放置在铺好的铺层上，将叶尖碳纤维贴片5贴放在泡沫2上，铺泡沫上面短的外层碳纤维布1，用叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；再将将叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面中长的外层碳纤维布1，尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；最后将叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面长的外层碳纤维布1，尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接。
外层碳纤维布1下料时，其长度不等；
叶尖碳纤维贴片5下料时，结构外形与外层碳纤维布1铺成的阶梯状相一致；
外层碳纤维布1先在泡沫下面铺好，这样有利于泡沫的定位和贴片的放置。
本发明的有益效果：本发明是叶尖结构的制造方法，先铺下模布层、泡沫、上模布层，铺上模布层过程中分几次放置贴片，每次放置后进行包裹，在上模上对接。此结构不会因叶尖包裹布被修磨掉，而降低叶尖强度，在保证叶片运行要求同时，降低了与叶片配合使用金属管道的加工精度，大大的降低了成本。
附图说明
图1现有叶尖结构示意图
图2叶尖贴片结构示意图
图3本发明的叶尖结构示意图
在图中，1—外层碳纤维布、2—泡沫、3—叶尖填充碳纤维、4-叶尖碳纤维包裹布、5—叶尖碳纤维贴片
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图2、图3所示，一种叶尖碳纤维结构的制造方法，外层碳纤维布1和叶尖碳纤维贴片5下料时采用下料机下料，注意，外层碳纤维布1下料时，其长度不等；叶尖碳纤维贴片5下料时，结构外形与外层碳纤维布1铺成的阶梯状相一致。叶尖碳纤维包裹布4下料时，泡沫下面的包裹布长于泡沫上面的包裹布，用于对接。
叶片层铺时，先铺叶尖碳纤维包裹布4，铺泡沫下面长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，再铺泡沫下面中长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，最后铺泡沫下面短的外层碳纤维布1，铺好的外层碳纤维布1成阶梯状，长度由下向上一次递减；
将泡沫2放置在铺好的铺层上，端面与短的外层碳纤维布1端面齐平，将叶尖碳纤维贴片5贴放在泡沫2端面上，铺泡沫上面短的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，用叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；
再将叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面中长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；
最后将叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面长的外层碳纤维布1，铺叶尖碳纤维包裹布4，叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接。
实施例1
铺布要求如下：泡沫上下表面各十三层布，叶尖贴片共十三层。实施步骤如下：外层碳纤维布1下料时，将十层布分成3组分别下料，层数为4、4、2，布层长度按4、4、2依次增长；叶尖碳纤维包裹布4三层根据实际需要包裹长度下料；叶尖碳纤维贴片5，十三层分层3组，层数为5、4、4，贴片宽度依次变宽，具体尺寸根据阶梯形状下料；叶片层铺时，先铺一层叶尖碳纤维包裹布4，铺泡沫下面两层长的外层碳纤维布1，铺一层叶尖碳纤维包裹布4，再铺泡沫下面四层中长的外层碳纤维布1，铺一层叶尖碳纤维包裹布4，最后铺泡沫下面四层短的外层碳纤维布1，铺好的外层碳纤维布1成阶梯状，长度由下向上一次递减；将泡沫2放置在铺好的铺层上，端面与短的外层碳纤维布1端面齐平，将四层叶尖碳纤维贴片5贴放在泡沫2端面上，铺四层泡沫上面短的外层碳纤维布1，铺一层叶尖碳纤维包裹布4，用一层叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；再将四层叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面四层中长的外层碳纤维布1，一层叶尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接；
最后将四层叶尖碳纤维贴片5贴放在叶尖，铺泡沫上面两层长的外层碳纤维布1，铺一层叶尖碳纤维包裹布4，尖碳纤维包裹布4进行包裹，在叶片上表面进行对接。

Claims (4)

1.一种叶尖碳纤维结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：叶片层铺时，先铺叶尖碳纤维包裹布(4)，铺泡沫下面长的外层碳纤维布(1)，铺叶尖碳纤维包裹布(4)，再铺泡沫下面中长的外层碳纤维布(1)，铺叶尖碳纤维包裹布(4)，最后铺泡沫下面短的外层碳纤维布(1)；将泡沫(2)放置在铺好的铺层上，将叶尖碳纤维贴片(5)贴放在泡沫(2)上，铺泡沫上面短的外层碳纤维布(1)，用叶尖碳纤维包裹布(4)进行包裹，在叶片上表面进行对接；再将将叶尖碳纤维贴片(5)贴放在叶尖，铺泡沫上面中长的外层碳纤维布(1)，尖碳纤维包裹布(4)进行包裹，在叶片上表面进行对接；最后将叶尖碳纤维贴片(5)贴放在叶尖，铺泡沫上面长的外层碳纤维布(1)，尖碳纤维包裹布(4)进行包裹，在叶片上表面进行对接。
2.如权利要求1所述的叶尖碳纤维结构的制造方法，其特征在于，外层碳纤维布(1)下料时，其长度不等。
3.如权利要求1所述的叶尖碳纤维结构的制造方法，其特征在于，叶尖碳纤维贴片(5)下料时，结构外形与外层碳纤维布(1)铺成的阶梯状相一致。
4.如权利要求1所述的叶尖碳纤维结构的制造方法，其特征在于，外层碳纤维布(1)先在泡沫下面铺好，这样有利于泡沫的定位和贴片的放置。
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