CN111823611A - 复合材料叶片以及复合材料叶片的成形方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合材料叶片以及复合材料叶片的成形方法。在由对强化纤维浸渍树脂并使该树脂固化而成的预浸料(P)构成的复合材料叶片中，具备：基端侧的叶根部(21)，其装配于叶片槽；叶形部，其以从叶根部(21)向前端侧延伸的方式设置；以及金属贴片(23)，其设置于叶片槽与叶根部(21)之间，且设置于叶根部(21)，金属贴片(23)具有朝向叶根部(21)侧突出的多个突起部(35)。根据本发明，能够使叶根部与金属贴片的接合牢固，并适当地减少施加于叶根部的剪切应力的集中。

Description

复合材料叶片以及复合材料叶片的成形方法
技术领域
本发明涉及复合材料叶片以及复合材料叶片的成形方法。
背景技术
以往，已知具备金属贴片的复合材料叶片，该金属贴片配置在位于叶形部的半径方向上的内侧端部的柄部与连接于柄部连接的榫头之间(例如，参照专利文献1)。金属贴片被设置为与榫头粘接结合，以减少柄部以及榫头中的应力集中。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-527426号公报
然而，在专利文献1的复合材料叶片中，金属贴片与榫头通过粘接而结合，因此在金属贴片与榫头的粘接界面产生剪切应力的情况下，难以得到足够的剪切强度。
因此，本发明的课题在于，提供能够使叶根部与金属贴片的接合牢固，并适当地减少施加于叶根部的剪切应力的集中的复合材料叶片以及复合材料叶片的成形方法。
发明内容
本发明的复合材料叶片是由对强化纤维浸渍树脂并使其固化而成的复合材料构成的复合材料叶片，其具备：叶根部，其装配于叶片槽；叶形部，其以从所述叶根部向前端侧延伸的方式设置；以及金属贴片，其设置于所述叶片槽与所述叶根部之间，且设置于所述叶根部，所述金属贴片具有朝向所述叶根部侧突出的多个突起部。
根据该结构，能够使金属贴片的多个突起部嵌入叶根部，因此能够使叶根部与金属贴片是接合牢固。即，多个突起部成为在向金属贴片与叶根部之间施加剪切应力时使金属贴片与叶根部不发生剪切剥离的构件。需要说明的是，多个突起部只要至少设置于金属贴片的中央即可，无需设置于金属贴片的整个表面。
另外，优选的是，所述叶根部通过在与所述叶片槽对置的方向上层叠多个对强化纤维浸渍树脂而成的强化纤维基材而成形，所述突起部的向所述叶根部侧突出的突出方向上的高度成为跨越层叠的多个所述强化纤维基材的高度。
根据该结构，能够使金属贴片的多个突起部可靠地嵌入叶根部。
另外，优选的是，对于多个所述突起部的向所述叶根部侧突出的突出方向上的平均高度，与所述金属贴片的中央部相比，所述金属贴片的端部更短。
根据该结构，剪切应力容易集中在金属贴片的端部，因此通过将多个突起部的平均高度在金属贴片的中央部设置得较高，能够使剪切应力集中在金属贴片的中央部。因此，能够使应力集中在金属贴片的整体范围内均匀地分散。因此，能够抑制金属贴片的端部由于剪切应力而剥离的情况。
另外，优选的是，对于多个所述突起部，向所述叶根部侧突出的突出方向上的高度成为与相邻的另一所述突起部不同的高度。
根据该结构，通过使相连的突起部的高度不同，能够使剪切应力在突出方向上分散，因此能够缓和剪切应力的集中。
另外，优选的是，所述突起部包括向突出方向突出的突出部位、以及相对于所述突出部位折回的折回部位。
根据该结构，能够提高突起部相对于叶根部的拉拔强度，因此能够使叶根部与金属贴片的接合更牢固。
另外，优选的是，在配置有所述金属贴片的所述叶根部的设置面内，若将从基端侧朝向前端侧的方向设为长度方向，并将与所述长度方向正交的方向设为宽度方向，则对于多个所述突起部，与所述宽度方向上的长度相比，所述长度方向上的长度更长。
根据该结构，对于叶根部中的强化纤维，从基端侧朝向前端侧的长度方向上的纤维的取向比率较高，因此通过将突起部的长度方向上的长度设置得更长，从而能够将突起部的形状设为容易嵌入叶根部的形状。
另外，优选的是，在配置有所述金属贴片的所述叶根部的设置面内，若将从基端侧朝向前端侧的方向设为长度方向，并将与所述长度方向正交的方向设为宽度方向，则对于所述金属贴片的所述宽度方向上的两端侧的多个所述突起部，与所述长度方向上的长度相比，所述宽度方向上的长度更长，对于所述金属贴片的所述宽度方向上的中央部的多个所述突起部，与所述宽度方向上的长度相比，所述长度方向上的长度更长。
根据该结构，叶根部的宽度方向上的两端侧容易在复合材料叶片的加热成形时发生热伸长。因此，对于突起部的形状，在金属贴片的宽度方向上的两端侧，将突起部的宽度方向上的长度设置得较长，从而能够使叶根部相对于突起部而容易在宽度方向上滑动，进而吸收叶根部的热伸长。
另外，优选的是，对于所述复合材料叶片，所述叶根部与所述叶形部之间成为弯曲的弯曲部，设置于所述叶根部的所述金属贴片为第一金属贴片，所述复合材料叶片还具备设置于所述弯曲部的第二金属贴片，所述第二金属贴片具有在所述弯曲部侧的面形成的多个突起部。
根据该结构，通过在弯曲部配置第二金属贴片，能够使第二金属贴片的多个突起部嵌入弯曲部。因此，在弯曲部通过层叠强化纤维基材而成形的情况下，能够通过多个突起部提高弯曲部中的层间强度。
另外，优选的是，所述第一金属贴片与所述第二金属贴片连续地形成为一体，对于所述第一金属贴片与所述第二金属贴片的边界，实施与所述边界以外的部位相比刚性变弱的加工。
根据该结构，能够使第一金属贴片与第二金属贴片形成为一体而非单独地形成，因此能够使金属贴片的制造容易。需要说明的是，作为刚性变弱的加工，可以进行使边界的部位比边界以外的部位薄的槽加工，也可以进行在边界的部位的一部分设置裂缝的切入加工，并没有特别限定。
本发明的复合材料叶片的成形方法是由对强化纤维浸渍树脂并使该树脂固化而成的复合材料构成的所述复合材料叶片的成形方法，其中，所述复合材料叶片具备：叶根部，其装配于叶片槽；叶形部，其以从所述叶根部向前端侧延伸的方式设置；以及金属贴片，其设置于所述叶片槽与所述叶根部之间，且设置于所述叶根部，所述金属贴片具有朝向所述叶根部侧突出的多个突起部，在所述复合材料叶片的成形方法中进行如下工序：配置工序，在该配置工序中，对于用于成形所述叶根部的成形模具，以多个所述突起部向所述成形模具的相反一侧突出的方式将所述金属贴片配置于所述成形模具；层叠工序，在该层叠工序中，向所述金属贴片上层叠对强化纤维浸渍树脂而成的强化纤维基材，从而形成层叠体；以及固化工序，在该固化工序中，加热所述层叠体以使该层叠体固化。
根据该结构，能够在使金属贴片的多个突起部嵌入叶根部的状态下成形复合材料叶片。因此，能够成形使叶根部与金属贴片的接合变得牢固的复合材料叶片。
附图说明
图1是示出实施方式1的复合材料叶片的外观的立体图。
图2是示意性地示出实施方式1的复合材料叶片的叶根部的剖视图。
图3是示出实施方式1的复合材料叶片的金属贴片的示意图。
图4是示意性地示出金属贴片的剖视图。
图5是示意性地示出金属贴片的另一例的剖视图。
图6是示出实施方式1的复合材料叶片的成形方法的图。
图7是示出设置于实施方式2的复合材料叶片的金属贴片的突起部的平均高度的曲线图。
图8是示意性地示出实施方式2的复合材料叶片的金属贴片的剖视图。
图9是示出设置于实施方式3的复合材料叶片的金属贴片的突起部的一例的说明图。
图10是示出设置于实施方式3的复合材料叶片的金属贴片的突起部的一例的说明图。
图11是示出设置于实施方式3的复合材料叶片的金属贴片的突起部的一例的说明图。
图12是示意性地示出实施方式4的复合材料叶片的叶根部的剖视图。
图13是示出实施方式4的复合材料叶片的金属贴片的示意图。
附图标记说明：
10…复合材料叶片；
12…背侧叶片构件；
14…腹侧叶片构件；
21…叶根部；
22…叶形部；
23…金属贴片；
26…弯曲部；
31a、31b…抵接面；
35…突起部；
41…背侧成形模具；
42…腹侧成形模具；
61…裂缝；
70…复合材料叶片(实施方式4)；
72…第二金属贴片；
75…裂缝；
P…预浸料。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明不被该实施方式限定。另外，在下述实施方式的构成要素中，包括本领域技术人员能够且容易置换的要素、或者实质上相同的要素。并且，以下所记载的构成要素能够适当进行组合，另外，在具有多个实施方式的情况下，也能够对各实施方式进行组合。
[实施方式1]
图1是示出实施方式1的复合材料叶片的外观的立体图。实施方式1的复合材料叶片10是使用由强化纤维以及树脂构成的复合材料而成形的叶片。作为复合材料叶片10，例如能够应用在燃气轮机或燃气轮机发动机等中使用的动叶。
如图1所示，复合材料叶片10从成为固定端的叶根侧朝向成为自由端的叶顶侧延伸。在此，将叶根侧与叶顶侧连结的方向成为叶长方向，即成为图1所示的L方向。另外，对于复合材料叶片10，与图1的叶长方向正交的方向上的一侧成为前缘侧，另一侧成为后缘侧。并且，将前缘侧与后缘侧连结的方向成为叶宽方向，即成为图1所示的W方向。
复合材料叶片10通过层叠多个对强化纤维浸渍树脂而成的作为强化纤维基材的预浸料并使其热固化而成形。在实施方式1中，作为强化纤维基材而使用了预浸料，但其只要是含有强化纤维以及树脂的材料即可。例如，作为强化纤维，除了碳纤维以外，也可以应用玻璃纤维以及芳族聚酰胺纤维，且并不限定于此，也可以应用塑料纤维或金属纤维。另外，树脂优选为热固化性树脂，但其也可以是热塑性树脂。热固化性树脂可以例示出环氧树脂、聚酯树脂以及乙烯基酯树脂。热塑性树脂可以例示出聚酰胺树脂、聚丙烯树脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、以及聚苯硫醚(PPS)等。但是，浸渍于强化纤维的树脂并不限定于此，其也可以是其他的树脂。
复合材料叶片10具备设置于叶根侧的叶根部21、设置于叶根部21的叶顶侧的叶形部22、以及设置于叶根部21的金属贴片23。
如图1所示，复合材料叶片10的叶根部21以及叶形部22以在整个叶宽方向上弯曲的方式形成，且从复合材料叶片10的内侧朝向外侧凸出的一侧成为背侧，从复合材料叶片10的内侧朝向外侧凹陷的一侧成为腹侧。
叶根部21装配于叶片槽，该叶片槽形成于绕轴中心旋转的转子的外周。图2是示意性地示出实施方式1的复合材料叶片的叶根部的剖视图。具体而言，图2是以与叶宽方向正交的面剖切的叶根部21的截面。在该截面中，与叶长方向正交的方向成为叶厚方向，叶厚方向上的一侧成为背侧，叶厚方向上的另一侧成为腹侧。在图2的截面中，叶根部21成为朝向叶顶侧而前端变细的锥形状，且叶厚方向上的背侧的面和叶厚方向上的腹侧的面成为与叶片槽抵接的抵接面(也称为榫头面)31a、31b。即，背侧的抵接面31a与腹侧的抵接面31b成为朝向叶顶侧而前端变细的锥面。
对于叶形部22，叶厚方向上的厚度在叶根侧成为厚壁，并随着朝向叶顶侧而形成为薄壁。另外，对于叶形部22，叶宽方向上的厚度在中央部成为厚壁，并随着朝向前缘侧以及后缘侧而形成为薄壁。
金属贴片23设置于叶根部21的抵接面31a、31b。即，金属贴片23设置于转子的叶片槽与装配于叶片槽的叶根部21之间。金属贴片23与叶根部21的抵接面31a、31b一体地接合。如图3所示，与设置于叶根部21的腹侧的抵接面31b的金属贴片23b相比，设置于叶根部21的背侧的抵接面31a的金属贴片23a的叶宽方向上的长度更长。这是因为，腹侧的抵接面31b成为弯曲的内侧的面，背侧的抵接面31a成为弯曲的外侧的面。
如图4所示，金属贴片23具有形成于叶根部21侧的(朝向叶根部21侧突出的)多个突起部35。在此，叶根部21通过在与金属贴片23对置的方向上层叠多个预浸料P而成形，多个突起部35的突出方向成为沿着预浸料P的层叠方向的方向。另外，多个突起部35的突出方向上的高度H可以全部为相同的高度。对于各突起部35，前端形成为尖锐的针状，且突出方向上的高度H成为跨越层叠的多个预浸料P的高度。需要说明的是，各突起部35例如成为跨越3层以上的预浸料P的高度。另外，优选突起部35的前端为锐利的形状，且优选突起部35彼此之间的间距间隔大于所应用的织物的纤维宽度。并且，背侧的金属贴片23a中的突起部35与腹侧的金属贴片23b中的突起部35也可以采用相同的分布。具有多个突起部35的金属贴片23例如也可以使用立体造形装置来进行造形。
需要说明的是，金属贴片23的突起部35只要能够嵌入叶根部21，则可以为任意的形状，例如，也可以是图5所示那样的形状。图5所示的突起部35包括向突出方向突出的突出部位36、以及相对于突出部位36折回的折回部位37。折回部位37设置为向与突出部位36的突出方向正交的方向突出。另外，折回部位37优选采用多级的结构，该多级的结构通过在突出部位36的突出方向上隔开规定的间隔地排列设置多个折回部位37而成。
这样构成的复合材料叶片10装配于叶片槽，该叶片槽形成于绕轴中心旋转的转子的外周。因此，复合材料叶片10的金属贴片32位于叶片槽与叶根部21之间，且与叶片槽抵接地设置。另外，复合材料叶片10在绕轴中心旋转的转子的外周隔开规定的间隔地沿周向排列设置有多个。并且，通过转子旋转，流体在复合材料叶片10彼此之间从前缘侧朝向后缘侧流通。此时，转子进行旋转，在叶长方向上对复合材料叶片10施加离心力。若在复合材料叶片10的叶长方向上施加有离心力，则在叶片槽与金属贴片23的界面产生摩擦力，该摩擦力传递至金属贴片23与叶根部21的界面，并作为剪切应力而被施加。此时，金属贴片23的突起部35嵌入在叶根部21的层叠方向上层叠的多个预浸料P中，因此与未设置突起部35的情况相比，金属贴片23与叶根部21的界面强度变得更牢固。另外，通过突起部35，叶根部21中的预浸料P的层间强度也变得牢固。
接下来，参照图6对复合材料叶片10的成形方法进行说明。复合材料叶片10通过将背侧的部位即背侧叶片构件12、与腹侧的部位即腹侧叶片构件14接合而形成。
背侧叶片构件12通过层叠多个对强化纤维浸渍树脂而成的预浸料P并使其热固化而成。背侧叶片构件12通过背侧成形模具41而成形。对于背侧叶片构件12，复合材料叶片10的外表面形成为凸出的弯曲形状，复合材料叶片10的内表面形成为凹陷的弯曲形状。背侧成形模具41具有成形背侧叶片构件12的外表面的背侧成形面41a、以及设置于背侧成形面41a的周围的平坦的背侧合模面41b。背侧成形面41a以呈凹状凹陷的方式形成，以使背侧叶片构件12的外表面成形为凸出的弯曲形状。
腹侧叶片构件14与背侧叶片构件12同样地，通过层叠多个对强化纤维浸渍树脂而成的预浸料P并使其热固化而成。腹侧叶片构件14通过腹侧成形模具42而成形。对于腹侧叶片构件14，复合材料叶片10的外表面形成为凹陷的弯曲形状，复合材料叶片10是内表面形成为凸出的弯曲形状。腹侧成形模具42具有成形腹侧叶片构件14的外表面的腹侧成形面42a、以及设置于腹侧成形面42a的周围的平坦的腹侧合模面42b。腹侧成形面42a以呈凸状突出的方式形成，以使腹侧叶片构件14的外表面成形为凹陷的弯曲形状。
在复合材料叶片的成形方法中，将设置于背侧的叶根部21的金属贴片23a以多个突起部35向背侧成形模具41的相反一侧突出的方式配置在背侧成形模具41的相当于叶根部21的背侧成形面41a(步骤S1：配置工序)。同样地，将设置于腹侧的叶根部21的金属贴片23b以多个突起部35向腹侧成形模具42的相反一侧突出的方式配置在腹侧成形模具42的相对于叶根部21的腹侧成形面42a。
然后，向背侧的金属贴片23a的多个突起部35穿刺预浸料P，并层叠预浸料P，从而进行形成固化前的背侧叶片构件12的层叠工序(步骤S2)。同样地，向腹侧的金属贴片23b的多个突起部35穿刺预浸料P，并层叠预浸料P，从而进行形成固化前的腹侧叶片构件14的层叠工序(步骤S2)。
然后，通过使背侧成形模具41的背侧合模面41b与腹侧成形模具42的腹侧合模面42b重叠，从而使固化前的背侧叶片构件12与腹侧叶片构件14重叠。然后，隔着背侧成形模具41以及腹侧成形模具42进行加热背侧叶片构件12以及腹侧叶片构件14并使其固化的固化工序，从而成形复合材料叶片10。
如上所述，根据实施方式1，能够将金属贴片32的多个突起部35嵌入叶根部21，因此能够使叶根部21与金属贴片32的接合牢固。因此，多个突起部35能够在向金属贴片32与叶根部21的界面施加剪切应力时抑制金属贴片32与叶根部21发生剪切剥离的情况。
另外，根据实施方式1，能够使各突起部35在叶根部21中跨越层叠的多个预浸料P而突出，因此能够可靠地使金属贴片32的多个突起部35嵌入叶根部21。
另外，根据实施方式1，能够成形使叶根部21与金属贴片32的接合变得牢固的复合材料叶片10。
[实施方式2]
接下来，参照图7以及图8对实施方式2的复合材料叶片10进行说明。需要说明的是，在实施方式2中，为了避免重复的记载，对与实施方式1不同的部分进行说明，并对作为与实施方式1同样的结构的部分标注相同的附图标记来进行说明。图7是示出设置于实施方式2的复合材料叶片的金属贴片的突起部的平均高度的曲线图。图8是示意性地示出实施方式2的复合材料叶片的金属贴片的剖视图。
在实施方式1的复合材料叶片10中，设为金属贴片23中的多个突起部35的突出方向上的高度H可以全部为相同的高度，但在实施方式2的复合材料叶片10中，使金属贴片23中的多个突起部35的突出方向上的高度H不同。
图7的横轴是金属贴片23的叶长方向以及叶宽方向上的位置，图7的纵轴是金属贴片23的多个突起部35的平均高度。需要说明的是，平均高度是指，对规定的位置处的多个突起部35的高度取平均而得到的高度。
如图7所示，金属贴片23的多个突起部35的平均高度在叶长方向以及叶宽方向上的两端部较低，在叶长方向以及叶宽方向上的中央部较高。即，对于金属贴片23，与叶长方向上的中央部的区域相比，叶长方向上的叶顶侧的区域、以及叶长方向上的基端侧的区域中的多个突起部35的平均高度较低。换言之，对于金属贴片23，与叶长方向上的叶顶侧的区域、以及叶长方向上的基端侧的区域相比，叶长方向上的中央部的区域中的多个突起部35的平均高度较高。另外，对于金属贴片23，与叶宽方向上的中央部的区域相比，叶宽方向上的前缘侧的区域、以及叶宽方向上的后缘侧的区域中的多个突起部35的平均高度较低。换言之，对于金属贴片23，与叶宽方向上的前缘侧的区域、以及叶宽方向上的后缘侧的区域相比，叶宽方向上的中央部的区域中的多个突起部35的平均高度较高。
需要说明的是，在图7中，多个突起部35的平均高度连续地发生变化，但并没有特别限定，多个突起部35的平均高度也可以阶段性地发生变化。
另外，如图8所示，对于金属贴片23的多个突起部35，成为与相邻的另一突起部35不同的高度。对于金属贴片23的多个突起部35，例如，在相邻的方向上，高度从一侧朝向另一侧而逐渐降低。即，对于多个突起部35，随着预浸料P的层叠方向上的深度从叶根部21的抵接面31a、31b变深，突起部35的比例减少。需要说明的是，图8所示的多个突起部35为一例，多个突起部35的高度也可以是随机的高度，只要相邻的突起部35为不同的高度即可。
如上所述，根据实施方式2，对于金属贴片23，剪切应力容易在叶长方向以及叶宽方向上的端部集中，因此通过将多个突起部35的平均高度在金属贴片23的中央部设置得较高，能够使剪切应力集中在金属贴片23的中央部。因此，能够使应力集中在金属贴片23的整体范围内均匀地分散。因此，能够抑制金属贴片23的端部由于剪切应力而剥离的情况。
另外，根据实施方式2，通过使相邻的突起部35的高度不同，能够使剪切应力在突出方向上分散，因此能够缓和剪切应力的集中。
需要说明的是，在实施方式2中，将金属贴片23的突起部35设为图7以及图8所述那样的结构，但其也可以是图7以及图8中的至少一方的结构。
[实施方式3]
接下来，参照图9至图11对实施方式3的复合材料叶片10进行说明。需要说明的是，在实施方式3中，为了避免重复的记载，也对与实施方式1以及2不同的部分进行说明，并对作为与实施方式1以及2同样的结构的部分标注相同的附图标记来进行说明。图9至图11是示出设置于实施方式3的复合材料叶片的金属贴片的突起部的一例的说明图。
在实施方式1的复合材料叶片10中，对于金属贴片23中的多个突起部35，对相对于抵接面31的叶长方向以及叶宽方向上的形状没有特别限定。在实施方式3的复合材料叶片10中，对于金属贴片23中的多个突起部35，将相对于抵接面31的叶长方向以及叶宽方向上的形状设为规定的形状。
如图9所示，在实施方式3的金属贴片23中，对于多个突起部35，在抵接面(设置面)31内、即在与突出方向正交的面内，与叶宽方向上的长度相比，叶长方向上的长度更长。另外，在图9中，在金属贴片23的整体范围内，将多个突起部35设为，与叶宽方向上的长度相比而叶长方向上的长度更长。需要说明的是，作为与叶宽方向上的长度相比而叶长方向上的长度更长的突起部35，例如，在与突出方向正交的面中，存在成为椭圆形状的突起部35a、成为菱形形状的突起部35b、或成为长方形状的突起部35c等。
另外，也可以将多个突起部35设为图10所示那样。如图10所示，将实施方式3的金属贴片23划分为叶宽方向上的中央的区域、叶宽方向上的前缘侧的区域、以及叶宽方向上的后缘侧的区域。并且，对于中央的区域中的多个突起部35，在抵接面(设置面)31内、即在与突出方向正交的面内，与叶宽方向上的长度相比，叶长方向的长度更长。另一方面，对于前缘侧的区域、以及后缘侧的区域中的多个突起部35，在抵接面31内，与叶长方向上的长度相比，叶宽方向上的长度更长。需要说明的是，图10也与图9同样地，作为突起部35，例如，在与突出方向正交的面中，存在成为椭圆形状的突起部35a、成为菱形形状的突起部35b、或成为长方形状的突起部35c等。
另外，也可以将金属贴片23设为图11所示那样。图11所示的金属贴片23是在图10的金属贴片23形成裂缝61而成的。裂缝61是在金属贴片23的叶宽方向上隔开规定的间隔而形成的缺损部。各裂缝61以沿叶长方向延伸的方式形成。此时，金属贴片23的形成有裂缝61的部位的叶长方向上的一部分相连。需要说明的是，裂缝61形成于图10的金属贴片23，但也可以形成于图9的金属贴片23，也可以形成于实施方式1或实施方式2的金属贴片23。
如上所述，根据实施方式3，在叶根部21中，在强化纤维的纤维方向为叶长方向的纤维的取向比率较高的情况下，通过将突起部35的形状设为在叶长方向上较长的形状，从而能够在向突起部35层叠预浸料P时，成为不易被强化纤维阻碍，容易嵌入叶根部21的形状。
另外，根据实施方式3，叶根部21的叶宽方向上的两端侧(前缘侧以及后缘侧)容易在复合材料叶片10的热固化时发生热伸长。因此，在金属贴片32的叶宽方向上的两端侧，将突起部35的叶宽方向上的长度设定得较长，从而能够使叶根部21在宽度方向上容易相对于突起部35滑动，能够吸收叶根部21的热固化时的热伸长。
另外，根据实施方式3，通过在金属贴片23形成裂缝61，能够允许金属贴片23向叶宽方向扩宽。因此，金属贴片23能够吸收叶根部21的热固化时的热伸长。
[实施方式4]
接下来，参照图12以及图13对实施方式4的复合材料叶片70进行说明。需要说明的是，在实施方式4中，为了避免重复的记载，也对与实施方式1至3不同的部分进行说明，并对作为与实施方式1至3同样的结构的部分标注相同的附图标记来进行说明。图12是示意性地示出实施方式4的复合材料叶片的叶根部的剖视图。图13是示出实施方式4的复合材料叶片的金属贴片的示意图。
实施方式4的复合材料叶片70除了实施方式1的金属贴片23以外，还具备另一金属贴片72。对于实施方式4的复合材料叶片70，叶根部21与叶形部22之间成为弯曲的弯曲部26。弯曲部26包括成为叶厚方向上的背侧的面的背侧弯曲面27a、以及成为叶厚方向上的腹侧的面的腹侧弯曲面27b。背侧弯曲面27a与背侧的抵接面31a相连，且与叶形部22的背侧的面即背侧柄面28a相连。腹侧弯曲面27b与腹侧的抵接面31b相连，且与叶形部22的腹侧的面即腹侧柄面28b相连。
设置于叶根部21的金属贴片23成为第一金属贴片23，设置于弯曲部26的金属贴片72成为第二金属贴片72。需要说明的是，第一金属贴片23与实施方式1相同，因此省略说明。
第二金属贴片72设置于弯曲部26的背侧弯曲面27a以及腹侧弯曲面27b。第二金属贴片72与弯曲部26的背侧弯曲面27a以及腹侧弯曲面27b接合为一体。与设置于腹侧弯曲面27b的第二金属贴片72b相比，设置于背侧弯曲面27a的第二金属贴片72a的叶宽方向上的长度更长。
另外，第二金属贴片72与第一金属贴片23同样地，具有在弯曲部26侧的面形成的多个突起部。需要说明的是，第二金属贴片72的多个突起部也与第一金属贴片23的多个突起部35相同，因此省略说明。
在此，如图13所示，第一金属贴片23a、23b与第二金属贴片72a、72b以在叶长方向上相邻的方式配置，且连续地形成为一体。对于第一金属贴片23a、23b与第二金属贴片72a、72b的边界，实施与边界以外的部位相比而刚性变弱的加工。作为刚性变弱的加工，采用在边界的部位的一部分设置裂缝75的切入加工。需要说明的是，也可以进行使边界的部位比边界以外的部位薄的槽加工。
如上所述，根据实施方式4，通过在弯曲部26配置第二金属贴片72，能够使第二金属贴片72的多个突起部35嵌入弯曲部26。因此，能够通过多个突起部35提高层叠预浸料P而成形的弯曲部26中的层间强度。
另外，根据实施方式4，能够使第一金属贴片23与第二金属贴片72形成为一体而非单独地形成，因此能够使金属贴片23、72的制造容易。

Claims (11)

1.一种复合材料叶片，其由对强化纤维浸渍树脂并使该树脂固化而成的复合材料构成，其中，
所述复合材料叶片具备：
叶根部，其装配于叶片槽；
叶形部，其以从所述叶根部向前端侧延伸的方式设置；以及
金属贴片，其设置于所述叶片槽与所述叶根部之间，且设置于所述叶根部，
所述金属贴片具有朝向所述叶根部侧突出的多个突起部。
2.根据权利要求1所述的复合材料叶片，其中，
所述叶根部通过在与所述叶片槽对置的方向上层叠多个对强化纤维浸渍树脂而成的强化纤维基材而成形，
所述突起部的向所述叶根部侧突出的突出方向上的高度成为跨越层叠的多个所述强化纤维基材的高度。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料叶片，其中，
对于多个所述突起部的向所述叶根部侧突出的突出方向上的平均高度，与所述金属贴片的中央部相比，所述金属贴片的端部更短。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料叶片，其中，
对于多个所述突起部，向所述叶根部侧突出的突出方向上的高度成为与相邻的另一所述突起部不同的高度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合材料叶片，其中，
所述突起部包括向突出方向突出的突出部位、以及相对于所述突出部位折回的折回部位。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料叶片，其中，
在配置有所述金属贴片的所述叶根部的设置面内，若将从基端侧朝向前端侧的方向设为长度方向，并将与所述长度方向正交的方向设为宽度方向，
则对于多个所述突起部，与所述宽度方向上的长度相比，所述长度方向上的长度更长。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料叶片，其中，
在配置有所述金属贴片的所述叶根部的设置面内，若将从基端侧朝向前端侧的方向设为长度方向，并将与所述长度方向正交的方向设为宽度方向，
则对于所述金属贴片的所述宽度方向上的两端侧的多个所述突起部，与所述长度方向上的长度相比，所述宽度方向上的长度更长，对于所述金属贴片的所述宽度方向上的中央部的多个所述突起部，与所述宽度方向上的长度相比，所述长度方向上的长度更长。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合材料叶片，其中，
在配置有所述金属贴片的所述叶根部的设置面内，若将从基端侧朝向前端侧的方向设为长度方向，并将与所述长度方向正交的方向设为宽度方向，
则所述金属贴片具有在所述宽度方向上每隔开规定的间隔形成的切口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合材料叶片，其中，
对于所述复合材料叶片，所述叶根部与所述叶形部之间成为弯曲的弯曲部，
设置于所述叶根部的所述金属贴片为第一金属贴片，
所述复合材料叶片还具备设置于所述弯曲部的第二金属贴片，
所述第二金属贴片具有在所述弯曲部侧的面形成的多个突起部。
10.根据权利要求9所述的复合材料叶片，其中，
所述第一金属贴片与所述第二金属贴片连续地形成为一体，
对于所述第一金属贴片与所述第二金属贴片的边界，实施与所述边界以外的部位相比刚性变弱的加工。
11.一种复合材料叶片的成形方法，所述复合材料叶片由对强化纤维浸渍树脂并使该树脂固化而成的复合材料构成，其中，
所述复合材料叶片具备：
叶根部，其装配于叶片槽；
叶形部，其以从所述叶根部向前端侧延伸的方式设置；以及
金属贴片，其设置于所述叶片槽与所述叶根部之间，且设置于所述叶根部，
所述金属贴片具有朝向所述叶根部侧突出的多个突起部，
在所述复合材料叶片的成形方法中进行如下工序：
配置工序，在该配置工序中，对于用于成形所述叶根部的成形模具，以多个所述突起部向所述成形模具的相反一侧突出的方式将所述金属贴片配置于所述成形模具；
层叠工序，在该层叠工序中，向所述金属贴片上层叠对强化纤维浸渍树脂而成的强化纤维基材，从而形成层叠体；以及
固化工序，在该固化工序中，加热所述层叠体以使该层叠体固化。
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