CN112343920A - 用于轴承的形状记忆合金套筒支撑组件 - Google Patents

用于轴承的形状记忆合金套筒支撑组件 Download PDF

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Abstract

一种用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，所述燃气涡轮发动机包括沿轴向方向延伸的轴。所述支撑组件外圈，所述外圈定位在所述轴承的径向外部，使得所述外圈支撑所述轴承。此外，支撑组件包括形状记忆合金阻尼器，所述形状记忆合金阻尼器定位在所述外圈的径向外部并且至少部分地支撑所述外圈。此外，所述形状记忆合金阻尼器包括多个套筒。所述多个套筒中的至少一个套筒包括形状记忆合金材料。

Description

用于轴承的形状记忆合金套筒支撑组件
技术领域
本主题大体涉及用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，或更特别地涉及包括用于保持轴承的外圈的形状记忆合金(SMA)套筒的支撑组件。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括彼此流动连通布置的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心通常以串联流动顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇被提供到压缩机区段的入口，在此，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后被导向通过排气区段，例如通向大气。涡轮风扇燃气涡轮发动机通常包括风扇组件，该风扇组件将空气引导至核心燃气涡轮发动机，例如压缩机区段的入口，并引导至旁通管道。燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇，通常包括围绕风扇组件的风扇壳体，该风扇组件包括风扇叶片。
对于多轴燃气涡轮发动机，压缩机区段可包括布置在低压压缩机(LP压缩机)下游的高压压缩机(HP压缩机)，并且涡轮区段类似地可包括布置在高压涡轮(HP涡轮)下游的低压涡轮(LP涡轮)。采用这种结构，HP压缩机通过高压轴(HP轴)与HP涡轮联接，高压轴也称为高压线轴(HP线轴)。类似地，LP压缩机通过低压轴(LP轴)与LP涡轮联接，低压轴也称为低压线轴(LP线轴)。
在正常的发动机操作期间，可以提供支撑组件来支撑燃气涡轮发动机的轴承。例如，可以提供球轴承组件以保持HP轴(又称HP线轴)的轴向位置，并且可以提供滚子轴承组件以提供风扇/转子系统的径向阻尼。可以提供一种传统的设计方案，该方案由轴向弹簧指状壳体和径向挤压油膜阻尼器组成，以保护轴承在相对较小的不平衡负载情况下免受损坏。在这些正常操作条件下，挤压膜阻尼器轴承需要在轴承周围的所有方向(径向、切向和轴向)上留有间隙，以便进行动态操作。然而，在无油条件下，以及在转子组件承受大量动力的条件下，挤压膜阻尼器可能不会提供相对于动力可能发生变化的所需可变阻尼量。
因此，需要一种用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，该支撑组件允许在无油条件下进行操作，并为轴承提供改进的阻尼。
发明内容
方面和优势将在以下描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来得知。
在一个方面，本主题涉及一种用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，该燃气涡轮发动机包括沿轴向方向延伸的轴。支撑组件包括外圈，外圈定位在轴承的径向外部，使得外圈支撑轴承。此外，支撑组件包括形状记忆合金阻尼器，该形状记忆合金阻尼器定位在外圈的径向外部，并且至少部分地支撑外圈。此外，形状记忆合金阻尼器包括多个套筒。多个套筒中的一个或多个套筒包括形状记忆合金材料。
在一个实施例中，支撑组件可以进一步包括附加阻尼器，形状记忆合金可以径向设置在外圈与附加阻尼器的至少一部分之间。在另一个实施例中，多个套筒的至少一部分可以径向堆叠。在一个这样的实施例中，多个套筒的一部分可包括帽套，该帽套包括在帽套的端点处的保持特征。因此，帽套可构造成将多个套筒的一部分的剩余套筒保持在保持特征内。在另一个实施例中，多个套筒可包括至少一个叶片阻尼器。在另一个实施例中，多个套筒中的一个或多个套筒可以被预加应力。
在另一个实施例中，该附加阻尼器可包括挤压膜阻尼器，该挤压膜阻尼器构造成向外圈提供阻尼。在另一个实施例中，挤压膜阻尼器可以定向在形状记忆合金阻尼器的径向外部，使得挤压膜阻尼器和形状记忆合金阻尼器在其间限定流体储存器。在一个这样的实施例中，所述多个套筒的至少一部分可以径向堆叠，使得流体通道被限定为至少部分地通过所述多个套筒的一部分。此外，流体通道可流体联接到流体储存器。在另一个这样的实施例中，多个套筒的堆叠部分可以限定堆叠套筒之间的一个或多个径向挤压膜间隙。此外，挤压膜间隙可以构造成接收流体。在另一个实施例中，附加阻尼器可包括构造成向外圈提供阻尼的松鼠套管。在一个这样的实施例中，形状记忆合金阻尼器和挤压膜阻尼器可以定位在松鼠套管的径向最内部分和径向最外部分之间。
在另一个实施例中，形状记忆合金阻尼器可包括外环和内环，该内环定位在外环的径向内部，使得内环和外环在其间限定间隙。在这种实施例中，多个套筒可以构造成弯曲梁。此外，每个弯曲梁可以在弯曲梁的端部处联接到内环或外环中的一个，并延伸到内环或外环的另一个。在另一个这样的实施例中，多个弯曲梁可以在周向方向上布置在间隙内。
在另一方面，本主题涉及一种限定中心轴线的燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括沿中心轴线延伸的轴。燃气涡轮发动机进一步包括附接到轴上并且绕着中心轴线径向延伸的压缩机。此外，燃气涡轮发动机包括定位在压缩机下游的燃烧器，以从压缩机中接收压缩流体。燃气涡轮发动机还包括安装在燃烧器下游的轴上的涡轮，以向压缩机提供旋转力。燃气涡轮发动机进一步包括支撑轴的轴承组件。轴承组件包括联接到轴的内圈，定位在内圈的径向外部并支撑轴的轴承，以及定位在轴承的径向外部以使轴承径向定位在内圈和外圈之间的外圈。燃气涡轮发动机进一步包括形状记忆合金阻尼器，该形状记忆合金阻尼器定位在外圈的径向外部并且至少部分地支撑外圈。形状记忆合金阻尼器包括多个套筒。此外，多个套筒中的一个或多个套筒包括形状记忆合金材料。还应理解，燃气涡轮发动机可以进一步包括本文所述的任何附加特征。
参考以下描述和所附权利要求书，将更好地了解这些及其他特征、方面和优势。并入并构成该说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并同描述一起用来说明本发明的某些原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考所附的附图，其中：
图1示出根据本主题的各方面的可在飞行器内使用的燃气涡轮发动机的一个实施例的横截面视图，特别地示出构造成高旁通涡轮风扇喷气发动机的燃气涡轮发动机；
图2示出根据本主题的各方面的图1的压缩机区段的横截面视图，特别地示出高压轴的前端；
图3示出根据本主题的各方面的图2的前轴承和后轴承的一个实施例的近视图；
图4示出根据本主题的各方面的轴承组件的实施例的示意图；
图5示出根据本主题的各方面的支撑组件的实施例的示意图，特别地示出其中形状记忆合金阻尼器至少部分地限定挤压膜阻尼器的流体储存器的支撑组件；
图6示出根据本主题的各方面的支撑组件的另一实施例的示意图，特别地示出没有松鼠套管的支撑组件；
图7示出根据本主题的各方面的形状记忆合金阻尼器的另一实施例的示图，特别地示出构造成环形形状记忆合金阻尼器的形状记忆合金阻尼器；
图8示出形状记忆合金阻尼器在与轴承组件组装之前和之后的实施例的示意图，特别地示出形状记忆合金阻尼器的堆叠套筒；
图9示出根据本主题的各方面的环形形状记忆合金阻尼器的弯曲梁的实施例的示图，特别地示出组装形成环形形状记忆合金阻尼器之前和之后的弯曲梁；
图10示出根据本主题的各方面的在未组装状态下的环形形状记忆合金阻尼器的实施例的示意图；和
图11示出根据本主题的各方面的在组装状态下的图10的环形形状记忆合金阻尼器的示意图。
在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现将详细参考本发明的实施例，其一个以上示例图示在附图中。每个示例通过说明的方式提供，而不应当解释为限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来而言，显然，在不偏离本发明的范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。
文中使用的术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用，以将一个部件与另一部件区分开，而不意图指明单个部件的部位或重要性。
术语“上游”和“下游”指代相对于流体路线中的流体流动的相对方向。例如，“上游”指代流体从该处流动的方向，“下游”指代流体向该处流动的方向。
术语“联接”、“固定”、“附接到”等指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有规定。
术语“通信”等指直接通信，以及例如通过一个存储系统或另一个中间系统间接通信。
大体提供了用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件。该支撑组件一般支撑轴承，该轴承支撑燃气涡轮发动机的轴。支撑组件包括外圈和阻尼器，外圈在轴承的径向外部以支撑轴承，阻尼器在外圈的径向外部以支撑外圈并且为外圈提供阻尼。此外，支撑组件包括形状记忆合金阻尼器，该形状记忆合金阻尼器定位在外圈的径向外部，以支撑外圈并且为外圈提供阻尼。此外，形状记忆合金阻尼器包括两个或更多个套筒。套筒中的一个或多个包括形状记忆合金材料。因此，当力通过形状记忆合金阻尼器传递时，形状记忆合金阻尼器可以在压缩下为外圈和/或轴承提供阻尼。例如，由形状记忆合金材料形成的套筒的弯曲或挠曲可为外圈和/或轴承提供阻尼。因此，支撑组件一般可以允许滞后阻尼。此外，支撑组件可以减轻燃气涡轮发动机的重量，并导致提高效率。此外，通过包括形状记忆合金阻尼器，支撑组件可以允许在无油条件下的备用阻尼。本文所描述的支撑组件也可以通常减少转子弯曲引起的振动，提高稳定性、安全性和可靠性，并且可以容易地改装到现有的发动机架构中。此外，包括形状记忆合金阻尼器的支撑组件通常可以减轻支撑组件的重量，并导致提高燃气涡轮发动机的效率。在某些情况下，包括形状记忆合金阻尼器的支撑组件也可以提供足够的阻尼，从而不再需要支撑组件的松鼠套管。
现在参照附图，图1示出了根据本主题的各方面的可在飞行器内使用的燃气涡轮发动机10的一个实施例的横截面视图。更特别地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机10是一种高旁通涡轮风扇喷气发动机，为了参考的目的，燃气涡轮发动机10显示具有沿轴向方向A延伸穿过其中的纵向或轴向中心轴线12。燃气涡轮发动机10进一步限定从中心线12垂直延伸的径向方向R。此外，周向方向C(在图1的页面的内部/外部示出)垂直于中心线12和径向方向R延伸。尽管示出了示例性涡轮风扇实施例，但是可以预期的是，本公开总体上可同样适用于涡轮机械，例如开式转子、涡轮轴、涡轮喷气或涡轮螺旋桨构造，包括船用和工业用涡轮发动机和辅助动力单元。
通常，燃气涡轮发动机10包括核心燃气涡轮发动机(一般用参考字符14表示)和位于其上游的风扇区段16。核心发动机14通常包括基本为管状的外壳18，外壳18限定环形入口20。此外，外壳18进一步可以包围和支撑低压(LP)压缩机22，以将进入核心发动机14的空气的压力增加到第一压力水平。然后，多级轴流高压(HP)压缩机24可从LP压缩机22接收加压空气，并进一步增加该空气的压力。然后，离开HP压缩机24的加压空气可流入燃烧器26，在该燃烧器26中，燃料被喷射到加压空气流中，所产生的混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物60从燃烧器26沿着燃气涡轮发动机10的热气体路径被引导向高压(HP)涡轮28，用于经由高压(HP)轴或线轴30来驱动HP压缩机24，然后被引导向低压(HP)涡轮32，用于经由通常与HP轴30同轴的低压(LP)驱动轴或线轴34来驱动LP压缩机22和风扇区段16。在驱动涡轮28和32中的每一个之后，燃烧产物60可以经由排气喷嘴36从核心发动机14排出，以提供推进喷射推力。
此外，如图1所示，燃气涡轮发动机10的风扇区段16通常包括可旋转的轴流风扇转子38，该轴流风扇转子38构造成被环形机舱40环绕。在特定实施例中，LP轴34可直接连接至风扇转子38或转子盘39，例如在直接驱动构造中。在替代构造中，LP轴34可以经由减速装置37(例如在间接驱动或齿轮驱动构造中的减速齿轮箱)连接到风扇转子38。这种减速装置可根据需要或要求被包括在燃气涡轮发动机10内的任何适当轴/线轴之间。此外，风扇转子38和/或转子盘39可以被风扇毂41包围或形成为风扇毂41的一部分。
本领域普通技术人员应当理解，机舱40可以构造成通过多个基本上径向延伸的、周向间隔的出口导向轮叶42相对于核心发动机14被支撑。因此，机舱40可包围风扇转子38及其相应的风扇转子叶片(风扇叶片44)。此外，如图所示，风扇叶片44中的每一个可以相对于中心线12在径向方向R上的根部和尖端之间延伸。此外，机舱40的下游区段46可在核心发动机14的外部上延伸，以便限定提供额外推进喷射推力的辅助或旁通气流导管48。
在燃气涡轮发动机10的操作期间，应当理解，初始气流(箭头50所示)可以通过机舱40的相关入口52进入燃气涡轮发动机10。然后，气流50穿过风扇叶片44并分解成穿过旁通导管48的第一压缩气流(箭头54所示)和进入LP压缩机22的第二压缩气流(箭头56所示)。然后，第二压缩气流56的压力增加并进入HP压缩机24(如箭头58所示)。在与燃料混合并在燃烧器26内燃烧后，燃烧产物60离开燃烧器26并流过HP涡轮28。之后，燃烧产物60流过LP涡轮32并离开排气喷嘴36，从而为燃气涡轮发动机10提供推力。
现在参照图2，提供了图1的燃气涡轮发动机10的压缩机区段的横截面的近视图。具体地，图2示出了HP轴30的前端80。HP轴30的前端80定位在涡轮发动机10的压缩机区段内，在流经核心发动机14的第二压缩气流56的核心空气流路87的径向内部。值得注意的是，对于所描述的实施例，核心空气流路87至少部分地由燃气涡轮发动机10的压缩机区段内的静态框架82限定。对于所示实施例，静态框架82构造成单件单元。然而，在其他一些实施例中，静态框架82可替代地由以任何适当方式附接和构造的多个构件形成。
仍然参考图2的示例性实施例，燃气涡轮发动机10可以包括在前端80处的HP轴30的轴承支撑旋转。更特别地，燃气涡轮发动机10可以包括前轴承84和后轴承86，前轴承84和后轴承86各自支撑HP轴30的前端80处的HP轴30的旋转。在这些实施例中，轴承是设计用于承受HP轴30的负载的承载单元。在所示实施例中，前轴承84构造成包括球轴承的推力轴承，并且后轴承86构造成包括滚子元件轴承的滚子轴承。然而，应当理解，在其他实施例中，前轴承84和/或后轴承86可以替代地具有任何其他合适的形式或构造。此外，在其他一些实施例中，燃气涡轮发动机10可以仅包括用于支撑HP轴30的前端80的单个轴承。此外，应当理解，图2仅用于将主题置于示例性使用领域，并且轴承84、86可被包括在沿着HP轴30、沿着LP轴34(图1)的任何其他位置处，或燃气涡轮发动机10或其他适当燃气涡轮发动机的任何其他适当的旋转轴处。
燃气涡轮发动机10还可以包括支撑轴承(例如支撑前轴承84和后轴承86中的一个或两个)的支撑元件88。更特别地，所示的支撑元件88包括沿周向方向C间隔开的多个单个肋。多个肋可以包括前轴承支撑肋90和后轴承支撑肋92。在图2所示的实施例中，支撑元件88构造成用于前轴承84和后轴承86的“松鼠套管”。此外，后轴承支撑肋92可包括轴向构件94，该轴向构件94大体沿轴向方向A延伸，用于支撑后轴承86。支撑元件88的肋90、92可由能够在燃气涡轮发动机10操作期间弯曲或挠曲的材料(例如金属)形成，以便为前轴承84和后轴承86提供一定量的阻尼。
图3提供了图2的前轴承84和后轴承86的实施例的近视图。如图3所示，燃气涡轮发动机10可进一步包括阻尼器112，该阻尼器112可包括挤压膜阻尼器96，用于提供后轴承86的额外阻尼。挤压膜阻尼器96在操作期间接收流体流，例如润滑油。挤压膜阻尼器96可向支撑表面98提供此类流体以产生此类流体的薄膜。作用在HP轴30和后轴承86上的动力可以通过挤压出支撑表面98上的流体而被吸收或抑制。值得注意的是，支撑元件88可以在第一位置100处附接到静态框架82上，并且，对于所描述的实施例，挤压膜阻尼器96可以在第二位置102处附接到静态框架82上。更特别地，对于所描述的实施例，支撑元件88在没有任何中间部件的情况下在第一位置100处直接附接到静态框架82的第一附接法兰104，并且挤压膜阻尼器96在第二位置102处直接附接到静态框架82的第二附接法兰106。第一位置100可以与第二位置102间隔开。具体地，对于所描述的实施例，第一位置100与第二位置102间隔开至少直至前轴承84与后轴承86间隔开。然而，在其他实施例中(见图4-6)，一个支撑元件88可附接在静态框架82的一个位置处以支撑单个轴承，或者，替代地，前轴承84和后轴承86中的每一个可包括分别附接在第一附接法兰104和第二附接法兰106上的单独支撑元件88。此外，尽管在图3的实施例中，挤压膜阻尼器96示于支撑元件88和静态框架82之间，但应理解，在其他实施例中，挤压膜阻尼器96可以在支撑元件88和轴承(例如，后轴承86)之间布置在支撑元件88的径向内部，或者至少部分径向布置在支撑元件88内(例如见图4和5)。
为了进一步为轴承提供阻尼，本燃气涡轮发动机10的支撑组件122(如关于图4-6所描述的)可包括形状记忆合金阻尼器110，该形状记忆合金阻尼器110支撑了支撑元件88或轴承(例如前轴承84或后轴承86)中的至少一个。形状记忆合金阻尼器110可包括形状记忆合金材料。形状记忆合金阻尼器110定位在支撑元件88和轴承之间。在另一些实施例中，形状记忆合金阻尼器110可以定位在支撑元件88和静态框架82之间，在挤压膜阻尼器96和支撑元件88之间，和/或在挤压膜阻尼器96和支撑元件88内的轴承之间(例如，见图4-6)。此外，应当理解的是，形状记忆合金阻尼器110可以布置在轴承和静态框架82之间的任何位置。
现在参照图4，示出了根据本主题的各个方面的轴承组件114的一个实施例的示意图。轴承组件114可用于支撑旋转轴(例如，未示出的HP轴30或LP轴34)。特别地，在所示实施例中，轴承组件114被图示为支撑滚子轴承，例如图3的后轴承86。然而，在其他实施例中，应理解，轴承组件114可用于支撑推力轴承，例如图3的前轴承84，或任何其他球轴承、滚子轴承、或轴承的任何其他适当的构造。
如图所示，轴承组件114可包括直接或间接联接到燃气涡轮发动机10的一个旋转轴(未示出)的内圈116。例如，内圈116可联接到HP轴30或LP轴34(例如，见图1)。如图所示，轴承118可以定位在内圈116的径向外部，以便支撑内圈116，从而支撑燃气涡轮发动机10的旋转轴。虽然为了方便起见，在图4的实施例中示出了一个轴承118，但应当理解，多个轴承118可以在周向方向C上布置在内圈116和外圈120之间。尽管轴承118被示出为滚子轴承，但是应当理解，轴承118可以是球轴承，例如在图3的前轴承84中使用的球轴承。如图所示，轴承组件114可包括定位在轴承118径向外部的外圈120。例如，轴承118可以在径向方向R上被夹在内圈116和外圈120之间。应当理解，轴承118可以允许内圈116和旋转轴相对于外圈120旋转，轴承118可以通过轴承组件114的各种其他部件联接到静态框架82(例如，见图2和3)。因此，轴承118可以允许这种相对旋转，同时仍然支撑内圈116，从而支撑燃气涡轮发动机10的旋转轴和相关部件。
轴承组件114可进一步包括用于燃气涡轮发动机10的轴承118的支撑组件122。支撑组件122可包括支撑轴承118的外圈120。支撑组件122可进一步包括定位在外圈120的径向外部的阻尼器112。阻尼器112可以支撑外圈120，同时也为外圈120提供阻尼，从而为轴承118和随后的旋转轴提供阻尼。
在几种构造中，阻尼器112可包括松鼠套管126。例如，松鼠套管126可以是支撑元件88的部件或附接到支撑元件88上(见图2和3)或可以是直接或间接联接到静态框架82的单个部件(显示为通过挤压膜阻尼器96中间地联接到静态框架82)。应当理解的是，松鼠套管126可以直接或间接联接到外圈120。如图所示，松鼠套管126可包括多个指状件或肋128。此外，肋128可以在燃气涡轮发动机10的操作期间挠曲或弯曲，以便抑制作用在轴承118和/或旋转轴上或通过轴承118和/或旋转轴作用的力。例如，在一个实施例中，肋128可对应于前轴承支撑肋90或后轴承支撑肋92。此外，肋128可包括一个或多个径向对准的肋或肋部分(径向肋130)。径向肋130一般可以抑制作用在径向方向R上的力。肋128也可以包括一个或多个轴向对准的肋或肋部分(轴向肋132)。轴向肋132一般可以抑制在轴向方向A上作用的力。如关于图2和图3简要描述的那样，松鼠套管126可包括轴向构件94，该轴向构件94向轴承118提供支撑，并允许松鼠套管126抑制作用在松鼠套管126固定到静态框架82的位置和轴向构件94之间的力。
如图4的实施例进一步所示，阻尼器112可包括定位在外圈120的径向外部的挤压膜阻尼器96。例如，如图所示，挤压膜阻尼器96可限定流体供应166，该流体供应166延伸至支撑表面98以向挤压膜阻尼器96提供流体。例如，在某些实施例中，流体供应166可提供润滑油。因此，挤压膜阻尼器96可利用流体在流体供应166的出口124与支撑表面98之间挤压阻尼。更特别地，出口124可以向限定在流体出口124和支撑表面98之间的流体储存器133提供流体。因此，在燃气涡轮发动机10的操作期间，通过阻尼器112(例如，挤压膜阻尼器96)作用的力可将流体挤压出流体储存器133，并通过挤压膜阻尼器96抑制这种作用的力。
如进一步参照图4所示，支撑组件122还可以包括定位在外圈120的径向外部的形状记忆合金阻尼器110。形状记忆合金阻尼器110可以包括多个套筒134。在形状记忆合金阻尼器110的示例性实施例中，套筒134的至少一部分可以径向堆叠。此外，多个套筒可以包括帽套136。帽套136通常可构造成将套筒134的堆叠部分的剩余套筒134保持在支撑组件122内的适当位置和取向。例如，在帽套136的实施例中，帽套136可包括在帽套136的端点140处的一个或多个保持特征138。因此，保持特征138可防止或减少在轴向和周向方向A、C上套筒134之间的相对运动。在另外的或替代实施例中，帽套136可进一步包括沿周向方向C(未示出)的端点处的保持特征138。在形状记忆合金阻尼器110的示例性实施例中，套筒134中的一个或多个可以构造成叶片阻尼器。通常，通过形状记忆合金阻尼器110作用的力可引起套筒134的弯曲和/或偏移。因此，套筒134的弯曲和/或偏转可抑制通过形状记忆合金阻尼器110作用的力，从而抑制作用在轴承118和/或旋转轴以及联接到旋转轴的相关部件上的力或通过轴承118和/或旋转轴以及联接到旋转轴的相关部件作用的力。应当认识到，形状记忆合金阻尼器110通常可沿外圈120延伸并完全外接外圈120。例如，至少一个套筒134，例如所有套筒134，可以沿着周向方向C完全延伸以形成环。然而，在另一个或替代实施例中，形状记忆合金阻尼器110可包括沿周向方向C延伸以完全外接外圈120的分段套筒134。例如，套筒134可以沿周向方向C首尾相连地布置。
仍然参考图4的示例性实施例，套筒134中的一个或多个可以包括形状记忆合金(SMA)材料。在另一个或替代实施例中，套筒134中的每一个可以包括SMA材料。在一些实施例中，SMA阻尼器110(例如一个或多个或全部套筒134)可包括SMA材料作为主要成分，其量大于SMA阻尼器110的50％重量。在某些实施例中，SMA阻尼器110(例如部分或全部套筒134)可以基本上由SMA材料组成。SMA材料通常是一种变形后能回复到其原始形状的合金。此外，SMA材料可以作为传统致动器的一种轻质、固态替代品。例如，某些SMA材料可能被加热，以便使变形的SMA回复到其预变形的形状。SMA材料也可以响应于特定的温度范围以预先确定的方式提供变化的刚度。形状记忆合金的刚度变化是由于与温度相关的固态微结构相变而引起的，该相变使合金能够从一种物理形状变为另一种物理形状。在形状记忆合金的固态微结构相变发生的温度或更高温度下，可以通过对合金的预制件进行加工和退火，而使SMA材料的刚度发生变化。发生这种相变的温度通常称为合金的临界温度或转变温度。在制造用于在支撑组件122的操作期间改变刚度的加强构件154和/或偏转限制器110中，SMA阻尼器110(例如SMA阻尼器110的套筒134)可形成为具有低于转变温度的一个操作刚度(例如，第一刚度)和具有处于转变温度或高于转变温度的另一个刚度(例如，第二刚度)。
本文中使用的一些形状记忆合金的特征在于温度依赖性相变。这些相包括马氏体相和奥氏体相。马氏体相一般指较低温度相，奥氏体相一般指较高温度相。马氏体相一般较易变形，奥氏体相一般较难变形。当形状记忆合金处于马氏体相并被加热到一定温度以上时，形状记忆合金开始转变为奥氏体相。这种现象开始的温度称为奥氏体开始温度(As)。这种现象完成的温度称为奥氏体完成温度(Af)。当处于奥氏体相中的形状记忆合金被冷却时，它开始转变为马氏体相。这种转变开始的温度称为马氏体开始温度(Ms)。完成向马氏体相转变的温度称为马氏体完成温度(Mf)。如本文所使用的，没有任何其他限定词的术语“转变温度”可指任何马氏体转变温度和奥氏体转变温度。此外，不具有“开始温度”或“完成温度”限定词的“低于转变温度”通常是指比马氏体完成温度低的温度，并且不具有“开始温度”或“完成温度”限定词的“高于转变温度”通常是指比奥氏体完成温度高的温度。
在一些实施例中，SMA阻尼器110可限定第一温度下的第一刚度和第二温度下的第二刚度，其中第二温度不同于第一温度。此外，在一些实施例中，第一温度和第二温度中的一个低于转变温度，而另一个可以处于或高于转变温度。因此，在一些实施例中，第一温度可以低于转变温度，第二温度可以处于或高于转变温度，而在一些其他实施例中，第一温度可以处于或高于转变温度，第二温度可以低于转变温度。
可适用于形成SMA阻尼器110的SMA的示例性但非限制性实例可包括镍钛(NiTi)和其他镍钛基合金，例如镍钛氢氟(NiTiHf)和镍钛钯(NiTiPd)。然而，应当理解的是，其他SMA材料也可能同样适用于目前的公开。例如，在某些实施例中，SMA可包括镍铝基合金、铜铝镍合金或含锌、铜、金和/或铁的合金。可以选择合金组合物为应用提供期望的刚度效应，例如但不限于阻尼能力、转变温度和应变、应变滞后性、屈服强度(马氏体和奥氏体相)、抗氧化和热腐蚀能力、通过重复循环改变形状的能力、显示单向或双向形状记忆效应的能力和/或许多其他工程设计标准。可用于本公开实施例的适当形状记忆合金组合物可包括但不限于NiTi、NiTiHf、NiTiPt、NiTiPd、NiTiCu、NiTiNb、NiTiVd、TiNb、CuAlBe、CuZnAl和一些铁基合金。在一些实施例中，使用具有在5℃至150℃之间的转变温度的NiTi合金。NiTi合金冷却后可由奥氏体转变为马氏体。
此外，SMA材料还可以显示超弹性。超弹性的特征通常在于可以以恢复大应变，可能具有某种耗散性。例如，SMA材料的马氏体和奥氏体相可以响应机械应力和温度引起的相变。例如，可以在奥氏体相(即高于一定温度)中加载SMA。因此，当达到临界应力时，材料可能开始转变为(孪晶)马氏体相。在继续加载并假定处于等温条件下，(孪晶)马氏体开始去孪晶，使材料发生塑性变形。如果卸载发生在塑性之前，则马氏体通常可转变回奥氏体，并且材料可能会因产生滞后而恢复其原始形状。
在某些实施例中，例如图4的示例性实施例中，包括支撑表面98的挤压膜阻尼器96可以定位在SMA阻尼器110的径向外部。因此，应当理解，支撑组件122提供的阻尼可以是SMA阻尼器110和阻尼器112提供的阻尼的组合。例如，支撑组件122提供的阻尼可以是SMA阻尼器110、挤压膜阻尼器96、松鼠套管126和/或支撑组件122的任何其他部件提供的阻尼的组合。在某些实施例中，例如图4的示例性实施例中，SMA阻尼器110和挤压膜阻尼器96可以径向定位在松鼠套管126内。例如，挤压膜阻尼器96和SMA阻尼器110可以定位在松鼠套管126的径向最内部分142和径向最外部分144之间。然而，在替代实施例中，挤压膜阻尼器96和/或SMA阻尼器110可以定位成从松鼠套管126的径向最外部分144径向向外和/或从松鼠套管126的径向最内部分142径向向内。
现在参照图5，示出了根据本主题的各个方面的支撑组件122的另一示例性实施例的示意图。特别地，图5示出了SMA阻尼器110至少部分地限定流体储存器133的实施例。如图所示，挤压膜阻尼器96可以定位成从SMA阻尼器110径向向外。此外，挤压膜阻尼器96可构造成向限定在挤压膜阻尼器96和SMA阻尼器110之间的流体储存器133提供流体(例如通过出口124)。在这种实施例中，SMA阻尼器110的套筒134中的一个或多个可用作挤压膜阻尼器96的支撑表面98。例如，帽套136可以用作支撑表面98。因此，通过支撑组件122作用的力可将流体挤压出流体储存器133，并为燃气涡轮发动机10的轴承118和/或旋转轴提供阻尼。
仍然参考图5的示例性实施例，在某些另外的或替代实施例中，套筒134可以堆叠，使得流体通道146被限定为至少部分地通过套筒134。例如，在示例性实施例中，堆叠套筒134的一个或多个层可包括套筒分段148，该套筒分段148限定通过套筒134的流体通道146。例如，堆叠套筒134的层可以包括套筒分段148，以便限定至少部分地通过SMA阻尼器110的流体通道146。在另一个或替代实施例中，套筒134中的一个或多个可以限定一个或多个腔或网格部分，以便限定流体通道146。如另外示出的，在示例性实施例中，套筒134的径向最内套筒150可限定SMA阻尼器110的密封。例如，径向最内套筒150可能不包括套筒分段148、腔和/或网格部分，以便将流体保持在SMA阻尼器110内。如图所示，流体通道146可流体联接到流体储存器133，以便向流体通道146提供流体。因此，SMA阻尼器110的另外的或替代实施例可以在两个或更多个径向堆叠套筒134之间限定一个或多个径向挤压膜间隙152。
应当理解的是，包括径向挤压膜间隙152的SMA阻尼器110的实施例通常可以与本文所述的挤压膜阻尼器96相同和/或类似的方式起作用。例如，径向挤压膜间隙152可经由流体通道146流体联接到流体储存器133，以便接收流体(例如，来自流体供应166的润滑油)。此外，当力通过SMA阻尼器110作用时，套筒134可以被压缩，从而减小或闭合径向挤压膜间隙152。因此，径向挤压膜间隙152内的任何流体都可以通过单个套筒134和帽套136之间的间隙而从SMA阻尼器110中被压出。例如，流体可从径向挤压膜间隙152中被挤压出，并且通常在帽套136的端点140处(例如在保持特征138处)被挤压出。例如，在几个实施例中，支撑组件122提供的阻尼可以是由SMA阻尼器110的套筒134的SMA材料的一个或多个弯曲/压缩、径向挤压膜间隙152的挤压膜阻尼、挤压膜阻尼器96的挤压膜阻尼和/或松鼠套管126的弯曲/挠曲提供的阻尼的组合。
现在参照图6，示意性地示出了根据本主题的各个方面的支撑组件122的另一个实施例。特别地，图6示出了没有松鼠套管126的支撑组件122。在某些实施例中，由挤压膜阻尼器96和SMA阻尼器110(例如包括一个或多个径向挤压膜间隙152的SMA阻尼器110)提供的阻尼可以为轴承118提供足够的阻尼，使得松鼠套管126和由松鼠套管126提供的阻尼不是必需的。因此，可以省去松鼠套管126，从而降低支撑组件122的重量和复杂性，并且提高燃气涡轮发动机10的效率。在这种实施例中，挤压膜阻尼器96和SMA阻尼器110可以径向定位在外圈120和静态框架82之间(图2和3)，以为轴承118提供阻尼。例如，外圈120可以通过SMA阻尼器110和挤压膜阻尼器96联接到静态框架82。在示例性实施例中，如图6所示，支撑组件122可以进一步包括支撑部件154，该支撑部件154径向布置在外圈120和SMA阻尼器110之间，以便将SMA阻尼器110固定在支撑部件154和挤压膜阻尼器96之间。
现在参照图7，示出了根据本主题的各个方面的SMA阻尼器110的另一实施例的示图。特别地，图7示出了构造成环形SMA阻尼器156的SMA阻尼器110。应该理解的是，环形SMA阻尼器156通常可以在SMA阻尼器110可以位于的任何位置处使用，如图2-6中大体描述。环形SMA阻尼器156可包括在周向方向C上外接轴承118的外环158。环形SMA阻尼器156可进一步包括内环160，该内环160定位在外环158的径向内部并在周向方向C上外接轴承118。此外，内环158和外环160可在其间限定间隙162。在某些实施例中，内环158和/或外环160可包括金属、复合材料或SMA材料中的至少一种。
如图7的示例性实施例所示，环形SMA阻尼器156的套筒134可布置在间隙162内。例如，套筒134中的一个或多个可以是弯曲梁164。在一个示例性实施例中，弯曲梁164可在周向方向C上布置在间隙162内。应理解，弯曲梁164中的一个或多个可包括如本文所述的SMA材料。例如，弯曲梁164中的每一个可以包括SMA材料。此外，应当认识到，弯曲梁164中的一个或多个可以包括径向堆叠套筒134(例如，见图4-6)。例如，弯曲梁164中的每一个可以包括两个或更多个径向堆叠套筒134。
如图所示，弯曲梁164可以在弯曲梁164的端部168处联接到内环160或外环158中的一个。在图7的示例性实施例中，弯曲梁164中的每一个在端部168处联接到内环160并延伸到外环158。然而，在另外的或替代实施例中，一个或多个弯曲梁164可在端部168处联接到外环158并延伸到内环160。应当理解，在其他实施例中，弯曲梁164的一部分可以在端部168处附接到内环160，而弯曲梁164的另一部分可以在端部168处附接到外环158。在某些实施例中，弯曲梁164中的一个或多个可以经由摩擦配合固定在间隙162内。例如，弯曲梁164的顶部170与内环160或外环158之一之间的摩擦可将弯曲梁164固定在间隙162内，并将外环158和内环160固定在一起。在另一个或替代实施例中，弯曲梁164的顶部170可以联接到与弯曲梁164的端部168联接的环158、160相对的内环160或外环158。弯曲梁164通常可以经由紧固(螺栓、螺母、铆钉等)、粘合、焊接或任何其他合适的方法联接到环158、160中的一个或两个。在某些实施例中，弯曲梁164中的一个或多个可与内环160和外环158中的一个或两个一体形成。
环形SMA阻尼器156通常可经由套筒134(例如一个或多个弯曲梁164)的的弯曲或偏转来为外圈120和/或轴承118(例如，见图4-6)提供阻尼。更特别地，通过支撑组件122并且因此通过环形SMA阻尼器156作用的力可以使环形SMA阻尼器156的一个或多个周向位置处于压缩。因此，压缩可以减少间隙162，因为这种位置导致弯曲梁164弯曲或挠曲。这种弯曲或挠曲可能会抑制通过环形SMA阻尼器156作用的力，并且因此抑制作用在轴承118上的力。
现在参考图8和9，示出了在组装之前和组装之后的SMA阻尼器110的套筒134的实施例的多个视图。特别地，图8示出了SMA阻尼器110的堆叠套筒134的实施例，并且图9示出了弯曲梁164的实施例。应该理解的是，图8和9中的套筒134通常可用于如关于图2-6大体上描述的示例性支撑组件122或任何其他合适的支撑组件122中。此外，图8和9的SMA阻尼器110可以用在任何合适的燃气涡轮发动机中，诸如关于图1描述的燃气涡轮发动机10。尽管在图9的实施例中，弯曲梁164的实施例被示出为包括一个套筒134，但是应当理解，弯曲梁可以包括限定弯曲梁164的两个或更多个堆叠套筒134。
如图8特别地所示，在将SMA阻尼器110组装在支撑组件122内之前，套筒134可处于无应力状态172。此外，在将SMA阻尼器110与支撑组件122和/或轴承组件114组装之后，套筒134可以处于预应力状态174。例如，SMA阻尼器110的套筒134可以在预应力状态174中处于压缩。特别地参考图9的示例性实施例，在将弯曲梁164与外环158和内环160组装以形成环状SMA阻尼器156(图7)之前，弯曲梁164可以处于无应力状态172。此外，在将弯曲梁164与外环158和内环160组装以形成环状SMA阻尼器156之后，弯曲梁164可以处于预应力状态174。例如，弯曲梁164中的一个或多个可以在外环158和内环160之间处于压缩。
在一些实施例中，SMA阻尼器110和/或SMA阻尼器110的套筒134可以处于预应变或预应力条件(例如，预应力状态174)。预应力条件下的SMA阻尼器110可将SMA阻尼器110的滞后循环移至与非预应力的SMA阻尼器110的应力范围不同的应力范围(例如，当套筒134处于无应力状态172时)。预应力进一步用于使SMA阻尼器110的阻尼功能最大化，从而使材料在产生的最大应力下具有活性。更具体地，将SMA阻尼器110的套筒134置于预应力位置可允许套筒134进入滞后弯曲状况，而无需相对大量的位移。例如，在某些实施例中，SMA阻尼器110的套筒134可被预加应力在70GPa和150GPa之间。
现在参考图10和图11，示出了根据本主题的方面的环形SMA阻尼器156的多个示意图。特别地，图10示出了处于未组装状态176的环形SMA阻尼器156，并且图11示出了处于组装状态178的环形SMA阻尼器156。参照图10，在一个实施例中，弯曲梁164可在弯曲梁164的端部168处联接到内环160。应理解，在其他实施例中，弯曲梁164中的一个或多个可联接到外环158。在将弯曲梁164联接到内环160之后，可以加热外环158以使外环158膨胀。随后，可以将内环160和附接的弯曲梁164布置在外环158中。应当理解，弯曲梁164可以处于无应力状态172。
现在特别地参考图11，外环158可以被冷却以便减小内环160和外环158之间的间隙162。此外，外环158的尺寸可以设置成使得外环158充分收缩以在弯曲梁164(例如，弯曲梁的顶部170)与外环158之间形成摩擦配合，从而在组装状态178下形成环形SMA阻尼器156。在另外的或替代的实施例中，外环158的尺寸可以设置成使得外环158将弯曲梁164以压缩的方式置于外环158和内环160之间。例如，外环158的尺寸可以设置成使得外环158收缩到足以将弯曲梁164中的一个或多个置于预应力状态174的程度(例如，参见图9)。
通常，本文所述的支撑组件122和SMA阻尼器110的示例性实施例可以使用任何适当的处理来制造或形成。例如，SMA阻尼器110或其部件可以由激光放电加工(EDM)、铣削等冲压或成形。然而，根据本主题的几个方面，SMA阻尼器110可以使用增材制造处理(例如3D打印处理)或通过铸造来形成。使用这样的处理可以允许SMA阻尼器110一体地形成为和/或与支撑组件122的其他部件一体地形成为单个整体部件或任何适当数量的子部件。经由增材制造形成SMA阻尼器110可以允许套筒134一体地形成并且包括当使用现有的制造方法时不可能实现的各种特征。例如，本文描述的增材制造方法能够制造具有一种或多种构造的任何适当尺寸和形状的套筒134、套筒分段148和/或弯曲梁164，本文描述了这些新颖特征中的一些。
如本文所用，术语“增材制造”，“增材制造的”，“增材制造技术或处理”通常指制造处理，其中，彼此提供连续材料层，以逐层“构建起”三维部件。连续层通常熔合在一起以形成整体部件，其可具有各种整体的子部件。虽然本文将增材制造技术描述为能够通过通常在竖直方向上逐点、逐层地构建物体来制造复杂物体，但是其他制造方法也是可行的，并且在本主题的范围内。例如，尽管本文的讨论涉及添加材料以形成连续层，但是本领域技术人员将理解，本文公开的方法和结构可以使用任何增材制造技术或制造技术来实施。例如，本发明的实施例可以使用加层处理、减层处理或混合处理。
根据本公开的合适的增材制造技术包括，例如熔融沉积成型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、诸如通过喷墨和激光喷射的3D打印、立体光刻(SLA)、直接选择性激光烧结(DSLS)、电子束烧结(EBS)、电子束熔化(EBM)、激光工程净成形(LENS)、激光净形制造(LNSM)、直接金属沉积(DMD)、数字光处理(DLP)、直接选择性激光熔化(DSLM)、选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光熔化(DMLM)和其他已知的处理。
除了使用直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)处理(其中能量源用于选择性地烧结或熔化粉末层的部分)之外，应当理解，根据替代实施例，增材制造处理可以是“粘合剂喷射”处理。在这方面，粘合剂喷射涉及以与上述类似的方式连续沉积添加粉末的层。然而，代替使用能量源产生能量束以选择性地熔化或熔合添加粉末，粘合剂喷射涉及将液体粘合剂选择性地沉积在粉末的每一层上。液体粘合剂可以是例如光固化聚合物或另一种液体粘合剂。其他合适的增材制造方法和变型旨在处于本主题的范围内。
本文所述的增材制造处理可用于使用任何适当材料形成部件。例如，材料可以是塑料、金属、混凝土、陶瓷、聚合物、环氧树脂、光聚合树脂或任何其他合适的材料，这些材料可以是固体、液体、粉末、板材、线材或任何其他适当的形式。更具体地，在本文所述的SMA阻尼器110的各种实施例中，该材料可以包括SMA材料。此外，根据本主题的其他示例性实施例，本文所述的增材制造部件可至少部分地由材料形成，该材料包括但不限于纯金属、镍合金、铬合金、钛、钛合金、镁、镁合金、铝、铝合金、铁、铁合金、不锈钢、镍或钴基超合金(例如，可从特殊金属公司(Special Metals Corporation)获得的名称为
Figure BDA0002623081670000161
的那些)以及本文描述的SMA材料。这些材料是适用于本文所述的增材制造处理的示例性材料，并且通常可称为“添加材料”。
另外，本领域技术人员将理解，可以使用各种材料和用于结合这些材料的方法，并且在本公开的范围内设想这些材料和方法。如本文所用的，提及“熔合”可以指用于创建任何上述材料的结合层的任何合适处理。例如，如果物体由聚合物制成，则熔合可以指在聚合物材料之间创建热固性结合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联处理形成该结合。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结处理形成该结合。如果材料是粉末状金属，则通过熔化或烧结处理形成该结合。本领域技术人员将理解，通过增材制造熔合材料来制作部件的其他方法是可行的，并且本公开的主题可以利用那些方法来施行。
此外，本文公开的增材制造处理允许单个部件由多种材料形成。因此，本文描述的部件可以由上述材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可包括使用不同材料、处理、和/或在不同的增材制造机器上形成的多个层、分段或部分。通过这种方式，可以构造具有不同材料和材料特性的部件，以满足任何特定应用的要求。另外，尽管这里描述的部件完全通过增材制造处理构造，但是应当理解，在替代实施例中，这些部件的全部或一部分可以经由铸造、机加工、和/或任何其他合适的制造处理形成。实际上，材料和制造方法的任何合适组合都可以用于形成这些部件。
现将描述示例性增材制造处理。增材制造处理使用部件的三维(3D)信息(例如三维计算机模型)来制造部件。因此，可以在制造之前限定部件的三维设计模型。从这方面考虑，可以扫描该部件的模型或原型来确定部件的三维信息。作为另一个示例，可以使用合适的计算机辅助设计(CAD)程序来限定部件的三维设计模型以构建部件的模型。
设计模型可以包括部件的整个构造的3D数字坐标，包括部件的外表面和内表面。例如，设计模型可限定SMA阻尼器110，该阻尼器110包括套筒134、弯曲梁164、外环158和/或内环160以及支撑组件122的部件，例如松鼠套管126、挤压膜阻尼器96和/或外圈120。在一个示例性实施例中，三维设计模型例如沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其他合适的轴线被转换成多个片段或分段。每个片段可以限定部件的薄横截面，用于片段的预定高度。多个连续的横截面片段一起形成3D部件。然后，部件通过逐片、或逐层地“构建起”，直到完成为止。
以这种方式，本文所述的部件可以使用增材处理制造，或者更具体地，每个层连续地形成，例如通过使用激光能量或热量熔合或聚合塑料、或者通过烧结或熔化金属粉末。例如，特定类型的增材制造处理可以使用能量束，例如电子束或电磁辐射，例如激光束，来烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光和激光参数，包括关于功率、激光束光斑尺寸和扫描速率的考虑因素。构建材料可以由选择用于提高强度、耐久性和使用寿命(特别是在高温下)的任何合适的粉末或材料形成。
每个连续层的厚度，例如，在约10μm和200μm之间，虽然厚度可以基于任何数目的参数来选择，并且可以采用根据替代实施例的任何合适的尺寸。因此，利用上述增材成形方法，本文描述的部件可以具有与在增材成形处理过程中利用的相关粉末层的一个厚度(例如，10μm)一样薄的横截面。
此外，利用增材处理，部件的表面光洁度和特征可根据需要根据应用而变化。例如，可以通过增材处理中选择合适的激光扫描参数(例如，激光能量、扫描速率、激光焦斑尺寸等)来调整表面光洁度(例如，使其更光滑或更粗糙)，尤其是在对应于零件表面的横截面层的周边。例如，可以通过增加激光扫描速率或减小所形成的熔池的尺寸来实现更粗糙的光洁度，并且可以通过降低激光扫描速率或增加所形成的熔池的尺寸来实现更光滑的光洁度。还可以改变扫描图案和/或激光能量以改变所选区域中的表面光洁度。
虽然本公开不限于通常使用增材制造来形成这些部件，但是增材制造确实提供了各种制造优势，包括制造方便、降低成本、更高精度等。在这方面考虑，利用增材制造方法，甚至多零件部件可以形成为单件连续金属，并且因此与现有设计相比可以包括更少的子部件和/或接头。通过增材制造这些多零件部件的整体形成可以有利地改善整个组装过程。例如，整体形成减少了必须组装的单独零件的数量，从而减少了相关时间和总组装成本。另外，可以有利地减少现有问题，例如泄漏、分离零件之间的结合质量和整体性能。
而且，上述增材制造方法能够使SMA阻尼器110的形状和轮廓可以更错综复杂。例如，这些部件可包括薄的增材制造层和结构。此外，增材制造处理使得能够制造具有不同材料的单个部件，使得部件的不同部分可以表现出不同的性能特征，例如从SMA材料形成SMA阻尼器110的全部或部分。制造处理的连续添加性质使得能够构建这些新颖的特征。结果，本文所述的支撑组件122和/或SMA阻尼器110可以表现出改善的热传递效率和可靠性。
该书面描述使用示例性实施例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言相同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，所述燃气涡轮发动机包括沿轴向方向延伸的轴，所述支撑组件包括：外圈，所述外圈定位在所述轴承的径向外部，使得所述外圈支撑所述轴承；和形状记忆合金阻尼器，所述形状记忆合金阻尼器定位在所述外圈的径向外部并且至少部分地支撑所述外圈，所述形状记忆合金阻尼器包括多个套筒，所述多个套筒中的至少一个套筒包括形状记忆合金材料。
2.根据权利要求1所述的支撑组件，进一步包括附加阻尼器，其中所述形状记忆合金径向设置在所述外圈与所述附加阻尼器的至少一部分之间。
3.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒的至少一部分径向堆叠。
4.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒的所述一部分包括帽套，所述帽套包括在所述帽套的端点处的保持特征，其中，所述帽套构造成将所述多个套筒的所述一部分的剩余套筒保持在所述保持特征内。
5.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒包括至少一个叶片阻尼器。
6.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒中的至少一个套筒被预加应力。
7.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述附加阻尼器包括挤压膜阻尼器，所述挤压膜阻尼器构造成向所述外圈提供阻尼。
8.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述附加阻尼器包括挤压膜阻尼器，所述挤压膜阻尼器构造成向所述外圈提供阻尼，并且其中所述挤压膜阻尼器定位在所述形状记忆合金阻尼器的径向外部，使得所述挤压膜阻尼器和所述形状记忆合金阻尼器在其间限定流体储存器。
9.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒的至少一部分径向堆叠，使得流体通道被限定为至少部分地通过所述多个套筒的所述一部分，所述流体通道流体联接到所述流体储存器。
10.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个套筒的堆叠部分限定堆叠套筒之间的构造成接收流体的一个或多个径向挤压膜间隙。
11.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述附加阻尼器包括松鼠套管，所述松鼠套管构造成向所述外圈提供阻尼。
12根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述附加阻尼器进一步包括挤压膜阻尼器，并且其中所述形状记忆合金阻尼器和所述挤压膜阻尼器定位在所述松鼠套管的径向最内部分和径向最外部分之间。
13.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述形状记忆合金阻尼器包括外环和内环，所述内环定位在所述外环的径向内部，使得所述内环和所述外环在其间限定间隙，并且其中所述多个套筒构造成弯曲梁，每个弯曲梁在所述弯曲梁的端部处联接到所述内环或所述外环中的一个，并延伸到所述内环或所述外环中的另一个。
14.根据任何在前条项的支撑组件，其中，所述多个弯曲梁在周向方向上布置在所述间隙内。
15.一种限定中心轴线的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：轴，所述轴沿所述中心轴线延伸；压缩机，所述压缩机附接到所述轴上并且绕着所述中心轴线径向延伸；燃烧器，所述燃烧器定位在所述压缩机下游以从所述压缩机接收压缩流体；涡轮，所述涡轮安装在所述燃烧器下游的所述轴上以向所述压缩机提供旋转力；轴承组件，所述轴承组件支撑所述轴，所述轴承组件包括内圈，所述内圈联接到所述轴；轴承，所述轴承定位在所述内圈的径向外部并支撑所述轴；以及外圈，所述外圈定位在所述轴承的径向外部以使所述轴承径向定位在所述内圈和所述外圈之间；以及形状记忆合金阻尼器，所述形状记忆合金阻尼器定位在所述外圈的径向外部并且至少部分地支撑所述外圈，所述形状记忆合金阻尼器包括多个套筒，所述多个套筒中的至少一个套筒包括形状记忆合金材料。
16.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，进一步包括附加阻尼器，其中所述形状记忆合金径向设置在所述外圈与所述附加阻尼器的至少一部分之间。
17.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述多个套筒的至少一部分径向堆叠。
18.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述附加阻尼器包括挤压膜阻尼器，所述挤压膜阻尼器构造成向所述外圈提供阻尼，并且其中所述挤压膜阻尼器定位在所述形状记忆合金阻尼器的径向外部，使得所述挤压膜阻尼器和所述形状记忆合金阻尼器在其间限定流体储存器。
19.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述多个套筒的一部分堆叠，使得流体通道被限定为至少部分地通过所述多个套筒的所述一部分，所述流体通道流体联接到所述流体储存器，并且其中所述多个套筒的堆叠部分限定构造成接收流体的堆叠套筒之间的一个或多个径向挤压膜间隙。
20.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述附加阻尼器进一步包括松鼠套管，所述松鼠套管构造成向所述外圈提供阻尼，其中，所述形状记忆合金阻尼器和所述挤压膜阻尼器定位在所述松鼠套管的径向最内部分和径向最外部分之间。
21.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述形状记忆合金阻尼器包括外环和内环，所述内环定位在所述外环的径向内部，使得所述内环和所述外环在其间限定间隙，并且其中所述多个套筒构造成弯曲梁，每个弯曲梁在所述弯曲梁的端部处联接到所述内环或所述外环中的一个，并延伸到所述内环或所述外环中的另一个，并且其中所述多个弯曲梁在周向方向上布置在所述间隙内。
22.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述轴承包括推力轴承或滚子轴承中的至少一个。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的轴承的支撑组件，所述燃气涡轮发动机包括沿轴向方向延伸的轴，其特征在于，所述支撑组件包括：
外圈，所述外圈定位在所述轴承的径向外部，使得所述外圈支撑所述轴承；和
形状记忆合金阻尼器，所述形状记忆合金阻尼器定位在所述外圈的径向外部并且至少部分地支撑所述外圈，所述形状记忆合金阻尼器包括多个套筒，所述多个套筒中的至少一个套筒包括形状记忆合金材料。
2.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，进一步包括附加阻尼器，其中所述形状记忆合金径向设置在所述外圈与所述附加阻尼器的至少一部分之间。
3.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述多个套筒的至少一部分径向堆叠。
4.根据权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述多个套筒的所述一部分包括帽套，所述帽套包括在所述帽套的端点处的保持特征，其中，所述帽套构造成将所述多个套筒的所述一部分的剩余套筒保持在所述保持特征内。
5.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述多个套筒包括至少一个叶片阻尼器。
6.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，所述多个套筒中的至少一个套筒被预加应力。
7.根据权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述附加阻尼器包括挤压膜阻尼器，所述挤压膜阻尼器构造成向所述外圈提供阻尼。
8.根据权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述附加阻尼器包括挤压膜阻尼器，所述挤压膜阻尼器构造成向所述外圈提供阻尼，并且其中，所述挤压膜阻尼器定位在所述形状记忆合金阻尼器的径向外部，使得所述挤压膜阻尼器和所述形状记忆合金阻尼器在其间限定流体储存器。
9.根据权利要求8所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述多个套筒的至少一部分径向堆叠，使得流体通道被限定为至少部分地通过所述多个套筒的所述一部分，所述流体通道流体联接到所述流体储存器，并且其中，所述多个套筒的堆叠部分限定堆叠套筒之间的构造成接收流体的一个或多个径向挤压膜间隙。
10.根据权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，其中，所述附加阻尼器包括松鼠套管，所述松鼠套管构造成向所述外圈提供阻尼。
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