CN116263171A - 翼型件振动阻尼装置 - Google Patents

Abstract

公开了翼型件振动阻尼装置。示例装置包括包括腔体的金属翼型件和设置在腔体中以抑制金属翼型件的振动的胀流性材料。

Description

翼型件振动阻尼装置

技术领域

本公开大体上涉及飞行器发动机，并且更具体地涉及金属翼型件阻尼装置。

背景技术

燃气涡轮发动机可以在各种环境条件下操作。当空气通过燃气涡轮发动机时，燃气涡轮发动机中的叶片经常遭受不同的气动载荷。例如，当燃气涡轮发动机增加推力、在更高的高度操作和/或遭受冰聚积时，发动机叶片可能经历不同的气动载荷。这种不同的气动载荷可能会对风扇叶片或其他发动机部件造成压力。

附图说明

图1示出了涡轮风扇发动机的现有技术示例的示意性横截面图。

图2示出了图1的涡轮风扇发动机的现有技术示例风扇叶片的孤立视图。

图3A示出了根据本文公开的教导的示例翼型件振动阻尼装置的第一示例实施方式的第一视图。

图3B示出了翼型件振动阻尼装置的第一示例实施方式的第二视图。

图4A示出了翼型件振动阻尼装置的第二示例实施方式的第一视图。

图4B示出了翼型件振动阻尼装置的第二示例实施方式的第二视图。

图4C示出了图4A-B的翼型件阻尼装置的第一示例放大图。

图4D示出了图4A-B的翼型件阻尼装置的第二示例放大图。

图5A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第三示例实施方式。

图5B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第四示例实施方式。

图6示出了示例翼型件振动阻尼装置的第五示例实施方式。

图7A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第六示例实施方式。

图7B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第七示例实施方式。

图7C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第八示例实施方式。

图7D示出了示例翼型件振动阻尼装置的第九示例实施方式。

图8A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十示例实施方式。

图8B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十一示例实施方式。

图8C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十二示例实施方式。

图8D示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十三示例实施方式。

图8E示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十四示例实施方式。

图8F示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十五示例实施方式。

图9示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十六示例实施方式。

图10A示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十七示例实施方式。

图10B示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十八示例实施方式。

图10C示出了示例翼型件振动阻尼装置的第十九示例实施方式。

附图不是按比例绘制的。一般来说，在整个附图和所附的书面描述中，将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

具体实施方式

当风扇叶片运动时，燃气涡轮发动机的风扇叶片会振动。在某些情况下，风扇叶片振动是由风扇叶片和将风扇叶片联接到盘的固定销之间的润滑恶化引起的。具体而言，润滑恶化导致风扇叶片卡在固定销上，这阻止了盘旋转时风扇叶片围绕固定销旋转到由离心力确定的自然旋转位置。也就是说，当风扇叶片卡在固定销上时，离心力可能不会作用在风扇叶片的重心上，这会导致风扇叶片遭受的载荷不平衡而产生振动。在其他情况下，风扇叶片可能由于气动力激发风扇叶片的固有频率模式而共振，这可能导致高振幅的振动，从而可能导致叶片损坏。

进而，风扇叶片的振动会增加涡轮风扇发动机的噪声输出。此外，风扇叶片的振动会降低通过涡轮风扇发动机的气流的一致性和/或效率，这会降低涡轮风扇发动机的可靠性。另外，当风扇叶片由于振动而遭受高周期疲劳时，风扇叶片可能破裂和/或断裂。因此，需要对遭受重复振动的风扇叶片进行维护，以减少风扇叶片从相关联的盘上分离并对涡轮风扇发动机造成进一步损坏的情况。

为了增加风扇叶片的稳定性并抵消振动，风扇叶片通常包括平台阻尼器和/或护罩。例如，平台阻尼器可以定位在相邻风扇叶片的叶片平台下方并且可以响应于经由盘的旋转遭受离心力而压靠平台。进而，当叶片平台彼此相对移动时，平台阻尼器会产生摩擦，从而抑制平台处的振动。然而，平台阻尼器在重量减轻的叶片中可能不太有效，因为相关联的平台遭受的离心力减少，这减少了对平台阻尼器的摩擦。

在一些情况下，护罩可以在叶片的尖端处(例如，尖端护罩)或在叶片的轮毂和尖端之间的部分翼展处(例如，部分翼展护罩)。部分翼展和尖端护罩接触相邻的叶片，并在护罩相互摩擦时提供阻尼。然而，护罩阻塞了相邻风扇叶片之间的流动路径，这降低了风扇叶片之间的质量流率，进而降低了涡轮风扇发动机产生的推力。尖端护罩需要大的尖端圆角(fillet)来减少应力集中，这会造成尖端损失，因为尖端护罩的几何形状会降低通过涡轮发动机的气流的效率。

本文公开的示例提供了翼型件振动阻尼装置。翼型件振动阻尼装置包括胀流性材料(dilatant material)(例如，剪切增稠流体(shear-thickening fluid))或设置在翼型件腔体中的低模量材料，以抑制翼型件的振动。具体而言，翼型件会遭受响应于振动的剪切应力，这会导致胀流性材料增稠，进而增加翼型件的刚度。此外，响应于增稠，胀流性材料对腔体的内表面施加力，该力抵消振动并减小翼型件遭受的剪切应力的大小。

在一些示例中，翼型件包括单元(例如，子腔体)以容纳胀流性材料。在一些示例中，单元横跨整个翼型件的腔体。在一些示例中，单元横跨腔体的表面。在一些示例中，单元横跨腔体表面的一部分，当翼型件遭受不稳定的气动载荷时，该腔体表面的一部分会遭受增加的剪切应力。在一些示例中，胀流性材料设置在一个或多个单元中。

在一些示例中，翼型件包括一个或多个网格结构和/或腔体中的挡板，以引导胀流性材料的流动。在一些示例中，网格结构和/或挡板增加了胀流性材料遭受的剪切应力，并且因此增加了当翼型件遭受振动时由胀流性材料提供的稳定力。在一些示例中，网格结构和/或挡板增加了翼型件的腔体的某些区域中胀流性材料遭受的剪切应力。因此，网格结构和/或挡板能够使胀流性材料具有增加的厚度，并且因此为遭受更大幅度振动的翼型件的一部分提供增加的振动衰减。

在某些示例中，耐磨涂层围绕胀流性材料，以最小化或以其他方式减少由翼型件和定位在翼型件的腔体中的结构(诸如子腔体的壁、挡板和/或网格结构)所遭受的磨损。在某些示例中，耐磨涂层包括钛、铝和/或钴。例如，耐磨涂层可以包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬和/或钴-铬-钨-镍中的至少一种。在某些示例中，耐磨涂层包括一种或多种高熵合金和/或大块金属玻璃。

现在参考附图，图1是涡轮风扇发动机100的现有技术示例的示意性横截面图，其可以结合本文公开的各种示例。如图1所示，涡轮风扇发动机100限定了延伸穿过其中的纵向或轴向中心线轴线102，以供参考。一般来说，涡轮风扇发动机100可包括核心涡轮或设置在风扇区段106下游的核心涡轮发动机104。

核心涡轮发动机104通常包括限定环形入口110的大致管状外壳体108。外壳体108可由多个实心段形成。外壳体108，以串联流动关系，包绕具有增压器或低压压缩机112(“LP压缩机112”)以及高压压缩机114(“HP压缩机114”)的压缩机区段、燃烧区段116、具有高压涡轮118(“HP涡轮118”)和低压涡轮120(“LP涡轮120”)的涡轮区段以及排气区段122。高压轴或线轴124(“HP轴124”)驱动联接HP涡轮118和HP压缩机114。低压轴或线轴126(“LP轴126”)驱动联接LP涡轮120和LP压缩机112。LP轴126还可以联接到风扇区段106的风扇轴或线轴128。在一些示例中，LP轴126可以直接联接至风扇轴128(即，直接驱动配置)。在可选配置中，LP轴126可经由减速齿轮箱130联接至风扇轴128(即，间接驱动或齿轮驱动配置)。

如图1所示，风扇区段106包括联接到风扇轴128并从风扇轴128径向向外延伸的风扇132。环形风扇壳体或机舱134周向地包绕风扇区段106和/或核心涡轮发动机104的至少一部分。机舱134可由前部支架136相对于核心涡轮发动机104进行支撑。此外，机舱134的下游区段138可包绕核心涡轮发动机104的外部，以在其间限定旁通气流通道140。

如图1所示，空气142在涡轮风扇发动机100的操作期间进入涡轮风扇发动机100的进气口或入口部分144。空气142的第一部分146流入旁通气流通道140，而空气142的第二部分148流入LP压缩机112的环形入口110。联接到LP轴126的LP压缩机定子轮叶150和LP压缩机转子叶片152(例如，涡轮叶片)的一个或多个连续级逐渐压缩流过LP压缩机112并到达HP压缩机114的空气142的第二部分148。接着，联接到HP轴124的HP压缩机定子轮叶154和HP压缩机转子叶片156的一个或多个连续级进一步压缩流过HP压缩机114的空气142的第二部分148。这会将压缩空气158提供到燃烧区段116，在燃烧区段116中压缩空气158与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体160。

燃烧气体160流过HP涡轮118，其中联接到HP轴124的HP涡轮发动机定子轮叶162和HP涡轮转子叶片164的一个或多个连续级从其提取动能和/或热能的第一部分。这种能量提取支持HP压缩机114的操作。然后燃烧气体160流过LP涡轮发动机120，其中联接到LP轴126的LP涡轮发动机定子轮叶166和LP涡轮转子叶片168的一个或多个连续级从其提取热能和/或动能的第二部分。这种能量提取导致LP轴126旋转，从而支持LP压缩机112的操作和/或风扇轴128的旋转。然后燃烧气体160通过其排气区段122离开核心涡轮发动机104。

与涡轮风扇发动机100一起，核心涡轮发动机104提供相似的目的并且在陆用涡轮、涡轮喷气发动机中看到相似的环境，其中空气142的第一部分146与空气142的第二部分148的比率142小于涡轮风扇和无涵道风扇发动机(其中风扇区段106没有机舱134)中的比率。在每个涡轮风扇、涡轮喷气和无涵道发动机中，减速装置(例如，减速齿轮箱130)可以被包含在任何轴和线轴之间。例如，减速齿轮箱130可设置在风扇区段106的LP轴126和风扇轴128之间。

如其中所描绘的，涡轮风扇发动机100限定轴向方向A、径向方向R以及周向方向C。一般来说，轴向方向A通常平行于轴向中心线轴线102延伸，径向方向R从轴向中心线轴线102正交地向外延伸，并且周向方向C围绕轴向中心线轴线102同心地延伸。

图2示出了图1的风扇132的翼型件200。在图2的所示示例中，翼型件200从根部部分202延伸到尖端部分204，并且从前轴向边缘206延伸到后轴向边缘208。根部部分202可以联接到图1的风扇轴128使翼型件200旋转。在图2中，翼型件200包含从尖端部分204延伸的尖端护罩210。在图2中，翼型件200包含从翼型件200的侧壁214延伸的部分翼展护罩212。附加地，翼型件200可以包含另一个部分翼展护罩(未示出)，其从与图2的侧壁214相对的翼型件的侧壁延伸。

因此，尖端护罩210和部分翼展护罩212可导致翼型件200响应于振动而遭受摩擦，这抑制了振动。然而，尖端护罩210和部分翼展护罩212占据了风扇132中翼型件200和相邻翼型件之间的空间，这降低了在风扇132旋转时通过翼型件200和相邻翼型件之间的空气的质量流率。这样，虽然尖端护罩210和部分翼展护罩212可以抑制翼型件200的振动，但是减少了涡轮风扇发动机100产生的推力。

图3A示出了根据本公开教导的第一示例翼型件阻尼装置300的侧视图。图3B示出了第一示例翼型件阻尼装置300的示例径向向内视图。在图3A-B中，第一示例翼型件阻尼装置300包括翼型件302(例如，中空风扇叶片)。例如，翼型件302可以在图1的涡轮风扇发动机100的风扇132中实现。翼型件阻尼装置300比图2的现有技术翼型件200增加了翼型件302的振动阻尼。附加地，与图2的翼型件200相比，因为无需突出物(例如，尖端护罩210、部分翼展护罩212)来抑制翼型件302的振动，翼型件阻尼装置300使得在旋转期间通过翼型件302和相邻翼型件(例如，在风扇132中)之间的空气的质量流率增加。

翼型件302包括在翼型件302的前缘306和后缘308之间的内腔体304。在图3A-B中，翼型件302包括设置在内腔体304中的胀流性材料310(例如，剪切增稠流体、低模量材料等)。胀流性材料310可包括分散在流体中的固体颗粒(例如，分散在聚乙二醇、

等中的二氧化硅纳米颗粒))。当翼型件302稳定时，在胀流性材料310中的固体颗粒遭受静电力或静力，其克服固体颗粒之间的颗粒间力(例如，哈梅克吸引力、范德华力)，这防止固体颗粒彼此靠近。

在图3A-B中，当翼型件302遭受振动时，翼型件302遭受剪切应力，导致胀流性材料310在内腔体304中遭受剪切应变。当胀流性材料310遭受的剪切应力或应变超过与胀流性材料310相关联的阈值(例如，临界剪切率)时，固体颗粒彼此靠近，进而颗粒间力克服静电力或静力。也就是说，在胀流性材料310中的固体颗粒遭受絮凝，这导致固体颗粒聚集在一起。进而，随着胀流性材料310表现得更像固体，胀流性材料310的厚度和粘度增加。因此，胀流性材料310在内腔体304的表面312上提供抵抗力，该抵抗力对翼型件302的振动运动产生作用，从而稳定翼型件302。

在一些示例中，胀流性材料310的厚度和粘度以及由胀流性材料310提供的抗振动性基于胀流性材料310中的固体颗粒的尺寸和/或数量。这样，在具有多级风扇的涡轮风扇发动机中，具有更多固体颗粒和/或更大固体颗粒的第一胀流性材料(例如，胀流性材料310)可用于遭受更多振动的第一排风扇叶片，以及具有较少固体颗粒和/或较小固体颗粒的第二胀流性材料可用于第二排风扇叶片中，第二排风扇叶片比第一排风扇叶片遭受更少的振动。附加地或可选地，当翼型件302的第一部分比翼型件302的第二部分倾向于遭受更多振动时，内腔体304的第一部分可包括第一胀流性材料，并且内腔体304的第二部分可包括第二胀流性材料。

在图3A-B中，内腔体的表面312包括耐磨涂层314。这样，当胀流性材料310响应于振动表现得更像固体时，耐磨涂层314最小化或以其他方式减少由表面312和胀流性材料310之间的摩擦引起的磨损。在一些示例中，耐磨涂层314包括钛、钴和/或铝。例如，耐磨涂层314可以包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬和/或钴-铬-钨-镍。在一些示例中，耐磨涂层314包括一种或多种高熵合金和/或大块金属玻璃。在一些示例中，耐磨涂层314的厚度介于0.01厘米(cm)和0.10厘米之间。在一些示例中，翼型件阻尼装置300经由增材制造和/或扩散结合形成。在一些示例中，翼型件阻尼装置300经由具有附接的盖板的机加工凹穴形成。然而，其他常规制造技术可以附加地或可选地用于形成翼型件阻尼装置300。

图4A示出了根据本公开教导的第二示例翼型件阻尼装置400的侧视图。图4B示出了第二示例翼型件阻尼装置400的示例径向向内视图。如图4A-B所示，第二示例翼型件阻尼装置400包括嵌套网格结构402，嵌套网格结构402联接到翼型件302的内腔体304的表面312。

图4C-D示出了嵌套网格结构402的放大图。如图4A-D所示，嵌套网格结构402包括第一网格结构404和第二网格结构406。第一网格结构404联接到翼型件302的前缘306和根部部分408。第二网格结构406联接到翼型件302的后缘308和尖端部分410。第一网格结构404定位在第二网格结构406周围以限定通道412。

在图4A-D中，胀流性材料310设置在通道412中。如图4A-D所示，第一网格结构404的内表面414和第二网格结构406的表面416涂覆有耐磨涂层314，以防止或以其他方式减少由第一网格结构404和第二网格结构406由于胀流性材料310在通道412中移动而遭受的磨损。在一些示例中，联接到第一网格结构404或第二网格结构406和/或限定通道412的一端的内腔体304的表面312的一部分还包括耐磨涂层314。

当翼型件302遭受振动时，第一网格结构404和第二网格结构406会相对彼此移动。因此，胀流性材料310遭受剪切应变，这导致胀流性材料310增稠，进而对第一网格结构404的内表面414和第二网格结构406的表面416施加力。具体地，胀流性材料310产生的力抵消了第一网格结构404相对于第二网格结构406的移动。因此，胀流性材料310稳定了第一网格结构404和第二网格结构406。此外，因为第一网格结构404联接到前缘306和根部部分408而第二网格结构406联接到后缘308和尖端部分410，由胀流性材料310提供的力抵消了在翼型件302的前缘306和后缘308和/或根部部分408和尖端部分410之间的移动，以衰减振动并稳定翼型件302。

图5A示出了根据本公开的教导的第三示例翼型件阻尼装置500的侧视图。图5B示出了根据本公开的教导的翼型件302的第四示例翼型件阻尼装置550的侧视图。在图5A-B中，翼型件302的内腔体304包括挡板502，该挡板502引导胀流性材料310在内腔体304内的移动。在一些示例中，如图5A所示，挡板502是实心的。在一些示例中，如图5B所示，挡板502包括穿孔504。在图5A-B中，挡板502沿着由翼型件302限定的弦向方向翼展。在图5A-B中，挡板502中的相邻挡板在联接到翼型件302的尖端部分410和翼型件302的根部部分408之间交替。

在图5A-B中，当翼型件302遭受弦向弯曲和振动时，挡板502增加胀流性材料310遭受的剪切应力和应变。进而，当翼型件302遭受弦向振动时，挡板502导致胀流性材料310具有增加的粘度和/或厚度。附加地，挡板502导致胀流性材料310的粘度和/或厚度响应于翼型件302遭受弦向振动而以更快的速率增加。在图5B中，当翼型件302振动时，胀流性材料310被迫通过挡板502中的穿孔504，这进一步增加了胀流性材料310遭受的剪切应力和应变，因此进一步增加了胀流性材料310的粘度以及胀流性材料310的粘度增加的速率。

这样，第三示例翼型件阻尼装置500和第四示例翼型件阻尼装置550响应于弦向振动而提供增加的振动阻尼。因此，第三示例翼型件阻尼装置500和/或第四示例翼型件阻尼装置550可与包括遭受更多弦向弯曲的结构的某些翼型件一起使用。附加地或可选地，第三示例翼型件阻尼装置500和/或第四示例翼型件阻尼装置550可用于涡轮风扇发动机(例如，图1的涡轮风扇发动机100)中的某些位置，这些位置在弦向方向上遭受更大的不平衡力。

在图5A-B中，挡板502和内腔体304的表面312涂覆有耐磨涂层314。这样，耐磨涂层314防止挡板502和表面312由于胀流性材料310的移动引起的摩擦而遭受磨损。

图6示出了根据本公开的教导的第五示例翼型件阻尼装置600的示例径向向内视图。在图6中，翼型件302的内腔体304包括挡板602，挡板602引导胀流性材料310在内腔体304内的移动。在图6中，与图5A和/或5B的挡板502类似，挡板602沿着由翼型件302限定的弦向方向翼展。在图6中，挡板602中的相邻挡板在联接到翼型件302的前缘306和翼型件302的后缘308之间交替。

在图6中，当翼型件302遭受弦向弯曲和振动时，挡板602增加了由胀流性材料310遭受的剪切应力和应变。结果，类似于图5A和/或5B的挡板502，第五示例翼型件阻尼装置600响应于弦向振动提供增加的振动阻尼。在图6中，挡板602和内腔体304的表面312包括耐磨涂层314，其防止挡板602和/或翼型件302由于胀流性材料310的移动引起的摩擦而遭受磨损。

图7A示出了根据本公开的教导的第六示例翼型件阻尼装置700的径向向内视图。图7B示出了根据本公开的教导的第七示例翼型件阻尼装置710的径向向内视图。图7C示出了根据本公开的教导的第八示例翼型件阻尼装置720的径向向内视图。在图7A-C中，翼型件302包括弦向壁702，弦向壁702限定填充有胀流性材料310的腔室704(例如，弦向腔体、子腔体等)。在图7A-C中，弦向壁702是实心的，因此腔室704是隔绝开的。

在图7B-7C中，翼型件302包括定位在腔室704中的挡板602，以增加胀流性材料310在腔室704中遭受的剪切应力和应变，并因此增加由胀流性材料310提供的振动阻尼。胀流性材料310可设置在腔室704中的一个或多个中以提供振动阻尼。在一些示例中，如图7B所示，所有腔室704都包括胀流性材料310。在一些示例中，如图7C所示，翼型件302的第一部分包括胀流性材料310，翼型件302的第二部分包括空气。在图7C所示的示例中，胀流性材料310设置在一个腔室704中，其余腔室704包括空气。在一些示例中，腔室704中的前腔室704和腔室704中的后腔室可以填充有胀流性材料310，而腔室704中的中间腔室填充有空气。

图7D示出了第九示例翼型件阻尼装置720的径向向内视图。在图7D中，翼型件302包括弦向壁702，弦向壁702限定填充有胀流性材料310的腔室704。在图7D中，弦向壁702包括穿孔706并且，因此胀流性材料310可以在腔室704之间移动。附加地，穿孔706导致胀流性材料310响应于在腔室704之间移动而遭受增加的剪切应力和应变。

在图7A-D中，当翼型件302振动时，胀流性材料310的粘度和厚度增加，进而胀流性材料310对内腔体304的表面312提供力，该力抵抗翼型件302的移动并且抑制振动。在图7A-D中，弦向壁702与内腔体304的表面312一起涂覆有耐磨涂层314。

图8A示出了第十示例翼型件阻尼装置800的侧视图。图8B示出了第十一示例翼型件阻尼装置820的侧视图。图8C示出了第十二示例翼型件阻尼装置840的侧视图。在图8A-C中，翼型件302包括挡板802，挡板802在相关联的涡轮风扇发动机的轴向方向(例如，图1的涡轮风扇发动机100的轴向方向A)翼展并且引导胀流性材料310在内腔体304内的流动。在图8A-C中，挡板802中的相邻挡板在联接到翼型件302的前缘306和翼型件302的后缘308之间交替。在图8A-C中，挡板802和内腔体304的表面312涂覆有耐磨涂层314。

在图8A中，挡板802中的相邻挡板之间的分隔距离在整个内腔体304中大致相等。因此，挡板802之间的均匀间距导致胀流性材料310在翼型件302的根部部分408和翼型件302的尖端部分410之间提供均匀的振动衰减。

在图8B中，相邻挡板802之间的分隔距离朝向翼型件302的尖端部分410减小，以使胀流性材料310能够提供朝向尖端部分410增加的振动阻尼。例如，挡板802可以包括与第二挡板806相邻的第一挡板804和与第四挡板810相邻的第三挡板808。在图8B中，第一挡板804和第二挡板806定位成比第三挡板808和第四挡板810更靠近尖端部分410。在图8B中，第一挡板804和第二挡板806以第一距离分隔，第三挡板808和第四挡板810以大于第一距离的第二距离分隔。这样，第一挡板804和第二挡板806使胀流性材料310比第三挡板808和第四挡板810遭受更大的剪切应力和应变。因此，在第十一示例翼型件阻尼装置820中，胀流性材料310可以包括朝向翼型件302的尖端部分410的更大的厚度增加，这使得胀流性材料310能够提供朝向尖端部分410的更大的振动阻尼。

反之，在图8C中，第三挡板808与第四挡板810以第三距离分隔，第一挡板804与第二挡板806以大于第三距离的第四距离分隔。这样，在图8C中，第三挡板808和第四挡板810可以使胀流性材料310遭受比第一挡板804和第二挡板806更大的剪切应力和应变。因此，在第十二示例翼型件阻尼装置840中，胀流性材料可以包括朝向翼型件302的根部部分408的更大的厚度增加，这使得胀流性材料能够提供朝向根部部分408的更大的振动阻尼。

图8D示出了第十三示例翼型件阻尼装置860。在图8D中，翼型件302包括联接到翼型件302的前缘306和后缘308的壁862。进而，壁862在翼型件302内限定径向定向的腔体864。在一些示例中，胀流性材料310设置在一个或多个径向定向的腔体864中。在一些示例中，胀流性材料310包括在一个径向定向的腔体864中的第一数量或第一尺寸的固体颗粒和在另一个径向定向的腔体864中的第二数量或第二尺寸的固体颗粒。因此，径向腔体864使胀流性材料310能够为翼型件302的某些部分提供局部振动阻尼。在图8D中，壁862与内腔体304的表面312一起涂覆有耐磨涂层314。

图8E示出了第十四示例翼型件阻尼装置880的侧视图。图8F示出了第十五示例翼型件阻尼装置890的侧视图。在图8E-8F中，径向定向的挡板802定位在径向定向的腔体864中。因此，径向定向的挡板802增加由胀流性材料310在径向定向的腔体864中遭受的剪切应力和应变，并且因此增加由胀流性材料310所提供的振动阻尼。胀流性材料310可以设置在一个或多个径向定向的腔体864中以提供振动阻尼。在一些示例中，在图8E中，所有径向定向的腔体864包括胀流性材料310。在一些示例中，如图8F中所示，翼型件302的第一部分包括胀流性材料310并且翼型件302的第二部分包括空气。在图8F的所示示例中，胀流性材料310设置在一个径向定向的腔体864中，其余的径向定向的腔体864包括空气。

图9示出了第十六示例翼型件阻尼装置900的径向向内视图。在图9中，翼型件302包括挡板902，挡板902在相关联的涡轮风扇发动机的轴向方向(例如，图1的涡轮风扇发动机100的轴向方向A)上翼展并且引导胀流性材料310在内腔体304内的流动。如图9所示，如图8A-C和8E-F所示，与联接到翼型件302的前缘306和后缘308相对，挡板902中的相邻挡板在联接到翼型件302的根部部分408(未示出)和翼型件302的尖端部分410(未示出)之间交替。在图9中，挡板902和内腔体304的表面312涂覆有耐磨涂层314，以防止或以其他方式减少挡板902和表面312由于胀流性材料310在内腔体304中移动产生的摩擦而遭受的磨损。

图10A示出了第十七示例翼型件阻尼装置1000的侧视图。在图10A中，翼型件302包括联接到翼型件302的前缘306和后缘308的第一壁1002。在图10B中，翼型件302包括联接到翼型件302的根部部分408和尖端部分410的第二壁1004。因此，第一壁1002和第二壁1004相交以限定单元1006，从而容纳胀流性材料310。第一壁1002和第二壁1004涂覆有耐磨涂层314

在图10A中，胀流性材料310定位在每个单元1006中。在一些示例中，胀流性材料310没有定位一个或多个单元1006中。例如，图10B示出了第十八示例翼型件阻尼装置1020，其中胀流性材料310仅填充与翼型件302的前缘306和后缘308交界的单元1006。因此，不包括胀流性材料310的单元1006可能没有涂覆有耐磨涂层314.

在图10A中，单元1006定位在整个内腔体304中。在一些示例中，只有内腔体304的一部分包括单元1006。例如，图10C示出了第十九示例翼型件阻尼装置1040。在图10C中，单元1006仅靠着翼型件302的前缘306和后缘308定位。在图10C中，胀流性材料310在翼型件的前缘306和后缘308处提供局部振动阻尼。

上述翼型件阻尼装置的示例可用于涡轮风扇发动机。尽管以上公开的每个示例性翼型件阻尼装置都具有某些特征，但是应当理解的是，一个示例性翼型件阻尼装置的特定特征没有必要专门用于该示例。相反，上述和/或附图中描绘的任何特征可以与任何示例组合，以补充或替代那些示例的任何其他特征。一个示例的特征与另一个示例的特征并不互相排斥。相反，本公开的范围包含任何特征的任何组合。

在一些示例中，装置包括用于产生气动力的部件。例如，用于生产的部件可以由翼型件实现，诸如翼型件302。

在一些示例中，一种装置包括用于响应于遭受的剪切力而增稠的部件，用于增稠的部件抑制用于产生气动力的部件所遭受的振动。例如，用于增稠的部件可以由胀流性材料实现，诸如胀流性材料310。

在一些示例中，一种装置包括用于抵抗用于增稠的部件和用于产生气动力的部件之间的磨损的部件。例如，用于抵抗的部件可以由耐磨涂层314来实现。在一些示例中，用于抵抗磨损的部件包括钛、铝和/或钴。在一些示例中，用于抵抗磨损的部件包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬和/或钴-铬-钨-镍。在一些示例中，用于抵抗磨损的部件包括一种或多种高熵合金和/或大块金属玻璃。

在一些实例中，一种装置包括用于引导定位在用于产生的部件内的用于增稠的部件的流动的部件。例如，用于引导流动的部件可以由嵌套网格结构402、挡板502、穿孔504、挡板602、弦向壁702、穿孔706、挡板802、壁862、挡板902、第一壁1002和/或第二壁1004来实现。

除非另有明确说明，否则本文使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等描述符，而不会赋予或以其他方式指示优先级、物理顺序或排列或时间顺序的任何含义，而仅用作区分元素的标签和/或任意名称，便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可以用于指代详细描述中的元素，而在权利要求中可以使用不同的描述符来指代相同的元素，例如“第二”或“第三”。在这种情况下，应当理解的是，这样的描述符仅用于明确地标识那些元素，例如，这些元素可能以其他方式共享相同的名称。

“包含”和“包括”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，只要权利要求采用任何形式的“包含”或“包括”(例如，包括、包含、具有等)作为前言或在任何类型的权利要求陈述中，应理解为在不超出相应权利要求或引用的范围的情况下，可以存在附加元素、术语等。如本文所用，当短语“至少”用作例如权利要求的序言中的过渡术语时，它以与术语“包括”和“包含”相同的方式是开放式的。术语“和/或”当以例如A、B和/或C的形式使用时，指的是A、B、C的任何组合或子集，例如(1)仅A，(2)仅B，(3)仅C，(4)A与B，(5)A与C，(6)B与C，和(7)A与B并与C。如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中使用的，短语“A和B中的至少一个”旨在指代包括以下中的任何一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。类似地，如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中使用的，短语“A或B中的至少一个”旨在指代包括以下中的任何一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的表现或执行的上下文中使用的，短语“A和B中的至少一个”旨在指代包括以下中的任何一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的表现或执行的上下文中使用的，短语“A或B中的至少一个”旨在指代包括以下中的任何一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。

如本文所用，单数引用(例如，“一”、“一个”、“第一”、“第二”等)不排除多个。如本文所用，术语“一”或“一个”实体是指该实体中的一个或多个。术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。此外，虽然单独列出，但多个装置、元件或方法动作可以通过例如单个单元或处理器来实现。此外，虽然单独的特征可以包括在不同的示例或权利要求中，但是这些可以被组合，并且不同的示例或权利要求中的包括并不意味着特征的组合是不可行的和/或有利的。

如本文所用，除非另有说明，否则连接引用(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动，除非另有说明。因此，连接引用不一定推断两个元素直接连接并且彼此具有固定关系。声明任何部分与另一部分“接触”意味着在这两个部分之间没有中间部分。

本说明书和权利要求书中使用的近似语言用于修饰任何可以允许变化而不会导致与之相关的基本功能的改变的定量表示。因此，由一个或多个术语修饰的值，例如“大约”、“近似”和“基本”，不限于规定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的余量内。

术语“前”和“后”指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前指更靠近发动机入口的位置，而后指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。

术语“上游”和“下游”指的是相对于流体流路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”指流体从其流动的方向，并且“下游”指流体流向其的方向。

从上文中应当理解的是，已经公开了抑制遭受的振动的示例翼型件。示例翼型件包括腔体和设置在腔体中以减小翼型件遭受的振动大小的胀流性材料(例如，剪切增稠流体)。具体地，当翼型件因振动而遭受剪切应力时，胀流性材料会增稠。进而，胀流性材料变硬并施加与翼型件的振动运动相反的力以稳定翼型件。在一些示例中，示例性翼型件包括内部结构，诸如挡板和/或网格结构，以引导胀流性材料的流动，进而控制由胀流性材料提供的稳定力。在一些示例中，示例翼型件包括单元或子腔体，在翼型件的一部分内容纳胀流性材料，该翼型件的一部分稳定性较差和/或当翼型件遭受不稳定气动力时遭受增加大小的剪切应力。

本文公开了示例翼型件阻尼装置，其进一步示例及其组合包括以下内容：

一种装置，包括金属翼型件，金属翼型件包括腔体；和胀流性材料，胀流性材料设置在腔体中，以抑制金属翼型件的振动。

根据任一项前述条项所述的装置，进一步包括围绕胀流性材料的耐磨涂层。

根据任一项前述条项所述的装置，其中耐磨涂层包括钛、铝或钴中的至少一种。

根据任一项前述条项所述的装置，其中耐磨涂层包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬或钴-铬-钨-镍中的至少一种。

根据任一项前述条项所述的装置，进一步包括定位在腔体中的挡板，以引导胀流性材料的流动。

根据任一项前述条项所述的装置，进一步包括：第一网格结构，第一网格结构在腔体中；第二网格结构，第二网格结构定位在第一网格结构周围，以限定通道，胀流性材料设置在通道中；第一耐磨涂层，第一耐磨涂层在第一网格结构的表面上，以将胀流性材料与第一网格结构分隔；和第二耐磨涂层，第二耐磨涂层在第二网格结构的内表面上，以将胀流性材料与第二网格结构分隔。

根据任一项前述条项所述的装置，其中胀流性材料包括悬浮在液体中的固体颗粒。

一种涡轮风扇发动机，包括：中空风扇叶片；剪切增稠流体，剪切增稠流体设置在中空风扇叶片中；和耐磨涂层，耐磨涂层在剪切增稠流体和中空风扇叶片的内表面之间。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括设置在中空风扇叶片中的挡板，耐磨涂层覆盖挡板的至少一部分。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，其中挡板为穿孔的。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括设置在中空风扇叶片中的弦向腔体，剪切增稠流体设置在弦向腔体中的至少一个。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括定位在弦向腔体中的挡板。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括设置在中空风扇叶片中的径向定向的腔体，剪切增稠流体设置在径向定向的腔体中的至少一个中。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括定位在径向定向的腔体中的挡板。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括：第一挡板，第一挡板定位在中空风扇叶片的第一部分中，中空风扇叶片的第一部分包括剪切增稠流体；和第二挡板，第二挡板定位在中空风扇叶片的第二部分，中空风扇叶片的第二部分包括空气。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，其中耐磨涂层在第一挡板和中空风扇叶片的第一部分中的剪切增稠流体之间。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，其中耐磨涂层包括钛、铝或钴中的至少一种。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，其中耐磨涂层包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬或钴-铬-钨-镍中的至少一种。

根据任一项前述条项所述的涡轮风扇发动机，进一步包括在中空风扇叶片中的单元，剪切增稠流体设置在单元中的至少一个中。

一种装置，包括：用于产生气动力的部件；响应于遭受剪切力的用于增稠的部件，用于增稠的部件抑制用于产生气动力的部件遭受的振动；和用于抵抗用于增稠的部件和用于产生气动力的部件之间的磨损的部件。

尽管本文已经公开了某些示例性系统、方法、装置以及制品，但本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利涵盖所有公平地落在本专利权利要求范围内的系统、方法、装置以及制品。

所附权利要求在此通过引用并入本详细说明，每个权利要求独立作为本公开的单独实施例。

Claims (10)

1.一种装置，其特征在于，包括：

金属翼型件，所述金属翼型件包括腔体；和

胀流性材料，所述胀流性材料设置在所述腔体中，以抑制所述金属翼型件的振动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括围绕所述胀流性材料的耐磨涂层。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耐磨涂层包括钛、铝或钴中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述耐磨涂层包括钛-铝-铬、钛-铝-铬-钇-硅、钛-铝-铌-钽、钴-钼-铬或钴-铬-钨-镍中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，进一步包括定位在所述腔体中的挡板，以引导所述胀流性材料的流动。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：

第一网格结构，所述第一网格结构在所述腔体中；

第二网格结构，所述第二网格结构定位在所述第一网格结构周围，以限定通道，所述胀流性材料设置在所述通道中；

第一耐磨涂层，所述第一耐磨涂层在所述第一网格结构的表面上，以将所述胀流性材料与所述第一网格结构分隔；和

第二耐磨涂层，所述第二耐磨涂层在所述第二网格结构的内表面上，以将所述胀流性材料与所述第二网格结构分隔。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述胀流性材料包括悬浮在液体中的固体颗粒。

8.一种涡轮风扇发动机，其特征在于，包括：

中空风扇叶片；

剪切增稠流体，所述剪切增稠流体设置在所述中空风扇叶片中；和

耐磨涂层，所述耐磨涂层在所述剪切增稠流体和所述中空风扇叶片的内表面之间。

9.根据权利要求8所述的涡轮风扇发动机，其特征在于，进一步包括设置在所述中空风扇叶片中的挡板，所述耐磨涂层覆盖所述挡板的至少一部分。

10.根据权利要求9所述的涡轮风扇发动机，其特征在于，所述挡板为穿孔的。

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