FR2943102A1 - Aube en materiau composite comportant un dispositif d'amortissement. - Google Patents

Abstract

La présente invention porte sur une aube en matériau composite (100), comprenant une pale (100A) formée de filaments ou de fibres, éventuellement tissés, imprégnés d'une résine thermodurcissable, avec une paroi intrados et une paroi extrados entre le bord d'attaque et le bord de fuite. Elle est caractérisée par le fait qu'un dispositif d'amortissement des vibrations est incorporé à l'une ou l'autre des parois intrados et extrados, et est formé d'au moins une couche en matériau viscoélastique et d'une couche en matériau rigide (110) superposées. Conformément à un mode de réalisation la couche en matériau rigide comprend une première zone et une deuxième zone, la couche en matériau viscoélastique étant interposée entre la pale et ladite première zone de la couche rigide (110), et ladite deuxième zone de la couche rigide étant fixée la paroi de la pale (100A) sans interposition de matériau viscoélastique. L'invention concerne en particulier une aube de turbomachine, telle qu'une aube de soufflante dans un turboréacteur ou une pale d'hélice de turbopropulseur.

Description

La présente invention concerne le domaine des turbomachines. Elle se rapporte à l'amortissement d'une aube réalisée en un matériau composite et vise plus particulièrement l'amortissement d'une aube de soufflante dans un turboréacteur ou encore d'une pale d'hélice dans un turbopropulseur.

Les aubes, notamment de soufflante mais aussi de compresseur basse-pression en matériau composite avec fibres de carbone sont réalisées de différentes façons. Selon un mode de fabrication on confectionne un empilement de plis unidirectionnels ou tissés préimprégnés que l'on place dans un moule en orientant différemment les plis successifs avant compactage et polymérisation en autoclave. Selon une autre méthode on prépare des préformes tissées de fibres sèches que l'on assemble par couture ou bien une seule préforme en fibres tissées en trois dimensions, que l'on imprègne de résine par injection dans un moule fermé. L'aube est formée d'une seule pièce comprenant le pied avec la pale. Elle comprend différentes protections pour en renforcer la résistance thermomécanique. Ainsi on fixe une protection métallique sur le bord d'attaque ou sur l'ensemble du contour de la pale comprenant le bord d'attaque, la tête d'aube et le bord de fuite, par exemple sous la forme d'une pièce en titane collée sur toute la surface du bord d'attaque et sur une portion avant des surfaces extérieures de la paroi d'extrados par montage d'un film de protection pouvant être réalisé en matériau synthétique, polyuréthane par exemple et directement collé sur la pièce intermédiaire.

L'invention vise ce type d'aube avec au moins une protection le long du bord d'attaque. Un exemple de fabrication est décrit dans le brevet EP1777063 au nom du présent déposant. L'invention vise plus généralement tout type d'aube en matériau composite dont la pale est formée de fibres, fils ou filaments, éventuellement tissés imprégnés d'une résine thermodurcissable

35 Le flottement est un phénomène de couplage entre les caractéristiques aérodynamiques et élastiques de l'aube créant des situations instables. Le flottement se manifeste de manière asynchrone. On distingue les30 flottements subsoniques des flottements supersoniques. L'aube de soufflante est principalement concernée par le flottement subsonique.

Le flottement est un phénomène difficile à prédire, en raison de la complexité du couplage entre les réponses aérodynamiques et mécaniques. Par ailleurs l'amortissement mécanique de l'aube est généralement assez mal connu. Enfin dans la conception actuelle d'aubages de plus en plus chargés, le flottement est un phénomène à prendre en compte particulièrement.

Lors de la conception de l'aube de soufflante, on estime une marge de flottement, qui mesure, à un débit donné, l'écart entre la ligne de flottement et la ligne de fonctionnement. Cette valeur est généralement établie à partir d'une référence connue (la plus proche) en y ajoutant les écarts calculés entre cette configuration de référence et la nouvelle configuration. Les critères utilisés aujourd'hui pour le flottement subsonique sur les modes à 1F, 1T et mode couplés zéro diamètre sont : - le Twist Bend coupling (TBC), représentant le rapport entre les déplacements du mode de torsion et du mode de sélection. Plus le paramètre TBC est élevé, plus le risque de flottement l'est également. - La vitesse réduite ou critère de Strouhal donnée par la formule suivante : VR=W/C*f.pi, où W est la vitesse relative, C la corde de l'aube à une hauteur donnée et f la fréquence du mode d'aube considéré. Ce critère représente la cohérence entre la fréquence de vibration de l'aubage et la fréquence de l'instationnarité de l'écoulement le long de cet aubage.

D'autres facteurs peuvent influer sur la marge de flottement et peuvent parfois être utilisés lorsque le phénomène est rencontré lors des essais : réduction du débit spécifique, réduction du nombre d'aubes ou augmentation de la corde, lubrification du pied des aubes, detuning (désaccordage).

L'invention a pour but d'améliorer la réponse harmonique de l'aube à des excitations aérodynamiques synchrones telles que : - les distorsions de manche d'entrée générées par des conditions de vol en incidence - montées, descentes, vent de travers, - les excitations harmoniques générées par un balourd résiduel, - les fluctuations de pression par remontée vers l'amont, induites par une roue fixe de type redresseur sur une roue fan, - les sillages ou fluctuations de pression par remontée vers l'amont induites par une roue mobile fan sur sa voisine dans le cas d'une architecture à deux rotors contrarotatifs.

Une technologie d'amortissement a été étudiée depuis plusieurs années par le présent déposant avec une première évaluation sur les disques aubagés monoblocs. Ces derniers termes désignent un ensemble, disque et aubes, fabriqué d'une seule pièce. Le principe de fonctionnement du système d'amortissement repose sur la dissipation d'énergie par cisaillement d'un matériau viscoélastique convenablement disposé. Le bon comportement du système amortissant est dépendant des dimensions du matériau et de la bonne adhérence entre le matériau et la pièce du moteur.

On connaît également le brevet US 6.471.484 qui décrit un système d'amortissement des vibrations dans un rotor de moteur à turbine à gaz comprenant un disque aubagé monobloc. Les pales des aubes sont pourvues d'une cavité creusée dans une face intrados ou extrados et contenant une couche d'un matériau d'amortissement avec une couche de contrainte. Une feuille de couverture recouvre la cavité. En fonctionnement l'amortissement des vibrations est favorisé par les contraintes de cisaillement induites dans le matériau d'amortissement entre la pale et la couche de contrainte d'une part et dans le matériau d'amortissement situé entre la couche de contrainte et la feuille de couverture d'autre part. La demande de brevet EP926312 décrit un dispositif d'amortissement analogue appliqué sur une aube de soufflante de turboréacteur.

La présente invention vise un perfectionnement à cette technique dans une application à une aube en matériau composite avec, en particulier, une optimisation de la localisation du traitement amortissant.

Conformément à l'invention, l'aube en matériau composite de turbomachine, telle qu'une aube de soufflante de turboréacteur ou une pale d'hélice de turbopropulseur,, comprenant une pale formée de filaments ou de fibres imprégnés, éventuellement tissés, d'une résine thermodurcissable avec une paroi intrados et une paroi extrados entre le bord d'attaque et le bord de fuite, est caractérisée par le fait qu'un dispositif d'amortissement des vibrations est incorporé à au moins l'une des parois intrados et extrados, et est formé d'au moins une couche en matériau viscoélastique et d'une couche en matériau rigide superposées, Conformément à un mode de réalisation la couche en matériau viscoélastique est fixée, par adhérisation à chaud d'un film de matériau viscoélastique, par collage au moyen d'un matériau adhésif ou par une liaison mécanique telle que par boulonnage ou vissage, à la couche rigide d'un côté et à la pale de l'autre côté.

L'épaisseur de la couche viscoélastique se situe avantageusement entre 0,1mm et Imm. La couche en matériau rigide a quant elle de préférence une épaisseur comprise entre 0,5mm et Imm.

Conformément à un autre mode de réalisation, la couche en matériau rigide comprend une première zone et une deuxième zone, la couche en matériau viscoélastique étant interposée entre la pale et ladite première zone de la couche rigide, et ladite deuxième zone de la couche rigide étant fixée à la paroi de la pale sans interposition de matériau viscoélastique.

Pour cet autre mode de réalisation, la deuxième zone, par laquelle la couche rigide est solidaire de la pale, est située de préférence radialement du côté du pied de l'aube par rapport à la première zone. Plus particulièrement, la deuxième zone de la couche rigide est collée sur la pale. Eventuellement la couche rigide peut être maintenue et immobilisée le long de cette deuxième zone par des moyens mécaniques.

Les fonctions de la couche viscoélastique sont d'introduire un amortissement mécanique pour les réponses vibratoires de l'aube, en particulier dans le cas d'une aube de soufflante pour les modes de flexion 1F et de torsion 1T, et aussi de jouer un rôle d'amortissement lors des phénomènes tels que lors d'ingestion d'oiseaux, en absorbant une fraction de l'énergie d'impact et en limitant ainsi l'endommagement de l'aube. Le dispositif d'amortissement est appliqué dans les zones qui sont soumises à des niveaux d'énergie de déformation élevés du mode vibratoire à amortir. On recherche notamment les zones où les niveaux sont maximaux.

Selon un autre objectif de l'invention, on a cherché à optimiser la forme du dispositif pour obtenir le meilleur amortissement possible. II a ainsi été déterminé que les contraintes de cisaillement étaient maximales dans la zone périphérique de la couche rigide. L'invention propose donc de conformer la couche rigide de manière que son contour soit le plus long possible compte tenu de la surface couverte par le dispositif.

Conformément à une autre caractéristique, la couche rigide comprend au moins deux lobes La forme des lobes peut être variée. Les lobes peuvent avantageusement avoir une forme allongée et s'étendre selon une direction radiale par rapport au pied de l'aube. Ainsi la forme peut être en peigne, en étoile ou autre. Selon une autre forme de réalisation particulière, on crée un contour global de longueur accrue en ménageant des découpes le long de lignes fermées, par exemple circulaires, dans la couche rigide.

Conformément à un autre mode de réalisation, la couche rigide comprend ladite première zone et ladite deuxième zone, et est agencée de telle manière que la première zone de la couche rigide comprend au moins deux lobes, les deux lobes étant rattachés à la deuxième zone.

Conformément à un autre mode de réalisation, la couche de matériau viscoélastique est contenue au moins partiellement dans une cavité ménagée dans le matériau composite de la pale.

Le matériau viscoélastique est choisi parmi les matériaux tels que caoutchouc, silicone, polymère élastomère ou résine époxy. II peut être monocouche, multicouches et les couches formées éventuellement de matériaux différents, en fonction de l'environnement, des matériaux utilisés et des caractéristiques d'amortissement recherché. Par exemple les caractéristiques d'amortissement peuvent différer pour couvrir des plages de température plus étendues.

La couche rigide est métallique ou bien réalisée dans le même matériau à base de filaments que la pale. Le terme filaments désigne également les fils et les fibres. Dans la mesure où la couche rigide présente une rigidité suffisante dans la direction des déformations de la pale, la couche peut être fine et ne pas perturber son aérodynamisme.

Conformément à un autre mode de réalisation, au moins une couche supplémentaire en matériau rigide est interposée au moins en partie entre la couche rigide et la pale, avec deux couches de matériau viscoélastique disposées de part et d'autre de la couche supplémentaire, les couches viscoélastiques étant formées de matériaux différents ou identiques.

De préférence la couche de matériau viscoélastique est rendue solidaire de la couche rigide et ou de la pale par adhérisation à chaud d'un film de matériau viscoélastique ou bien par collage au moyen d'un matériau adhésif. Les couches peuvent aussi être rendues solidaires les unes des autres par un moyen de liaison mécanique, tel que le boulonnage ou le vissage.

Conformément à une application particulière, le bord d'attaque de la pale comprend un revêtement de protection formé d'une lame métallique collée à la pale sur au moins une partie de sa surface.

Dans ce dernier cas, avantageusement une couche de matériau viscoélastique est interposée au moins en partie entre la lame métallique et la pale de manière à former un second dispositif d'amortissement des vibrations.

Selon une variante, ladite lame métallique est liée rigidement à la couche rigide du dispositif d'amortissement appliqué sur la paroi intrados ou extrados.

L'invention concerne enfin un procédé pour réaliser un dispositif d'amortissement sur une aube selon lequel on détermine la forme des lobes de la première zone de la couche rigide de manière à avoir un contour de la couche rigide aussi élevé que possible compte tenu de sa surface.

On décrit maintenant un mode de réalisation non limitatif de l'invention, plus en détail, en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente schématiquement un turboréacteur avec une soufflante avant.

La figure 2 montre une aube de soufflante en matériau composite avec un élément de protection du bord d'attaque présentant des zones comportant un amortisseur viscoélastique. La figure 3 montre, dans une vue de dessus de l'aube de la figure 2, la région du bord d'attaque de l'aube. La figure 4 montre une vue schématique en perspective d'une aube comportant un dispositif d'amortissement des vibrations conforme à l'invention. La figure 5 montre une vue schématique en perspective d'une aube 10 comportant un dispositif d'amortissement des vibrations conforme à une variante de réalisation de l'invention. La figure 6 montre un agencement du dispositif d'amortissement de l'invention. La figure 7 montre un autre agencement du dispositif 15 d'amortissement de l'invention. La figure 8 montre un autre agencement du dispositif d'amortissement de l'invention. La figure 9 montre une vue schématique en perspective d'une aube comportant une variante de dispositif d'amortissement des vibrations 20 conforme à l'invention. La figure 10 est un graphique montrant les propriétés d'amortissement d'un dispositif comportant une combinaison de matériaux viscoélastiques, sur une plage de températures.

25 En se référant à la figure 1, on a représenté de manière schématique un exemple de turbomachine sous la forme d'un turboréacteur 1 à double flux et à double corps. Une soufflante 2 à l'avant alimente le moteur en air. L'air comprimé par la soufflante est partagé en deux flux concentriques F1 et F2. Le flux secondaire F2 est évacué directement dans l'atmosphère et fournit 30 une part essentielle de la poussée motrice. Le flux primaire F1 est guidé à travers plusieurs étages de compression 3 vers la chambre de combustion 4 où il est mélangé au carburant et brûlé. Les gaz chauds alimentent les différents étages de turbine 5 qui entraînent la soufflante 2 et les rotors de compression 3. Les gaz sont ensuite évacués dans l'atmosphère. 35 Les figures 2 et 3 montrent une aube 10 de soufflante susceptible d'être utilisée sur ce type de moteur. II s'agit d'une aube réalisée en matériau composite. D'une façon générale la pale 10A, en matériau composite, de l'aube est constituée de fibres ou filaments liés entre eux par une résine thermodurcissable. Les filaments ou fibres sont en carbone ou autre matériau tel que le verre, la silice, le carbure de silicium, l'alumine, l'aramide ou un polyamide aromatique. Les filaments sont, selon un mode d'assemblage connu sous la forme d'éléments tissés. Le bord d'attaque est revêtu ici d'un moyen de protection métallique 10B. II s'agit par exemple d'un clinquant en titane collé par la couche 30, sur le matériau composite s'étendant le long du bord d'attaque, avec une lame formant une aile de chaque côté : une aile 10Bi sur la paroi d'intrados en aval du bord d'attaque et une aile 10Be sur la paroi d'extrados en aval du bord d'attaque. Les deux ailes sont réunies le long du bord d'attaque par une partie plus épaisse 1062.

Une telle aube est fabriquée par exemple selon la technique décrite dans le 15 brevet EP 1.777.063 au nom du présent demandeur.

Selon cette dernière technique, on confectionne une préforme par tissage de filaments, en trois dimensions. La préforme tissée d'une seule pièce est ensuite détourée par découpage du contour d'après un abaque 20 tridimensionnel. On place la pièce dans un moule de conformation. Puis, après déformation appropriée, on dispose la pièce dans un moule de compactage qui rigidifie la préforme déformée. On réalise un sur-compactage du bord d'attaque de façon à permettre le placement de l'élément de protection le long du bord d'attaque. II s'agit d'un élément en 25 forme de demi manchon longitudinal avec deux ailes destinées à recouvrir une portion des parois d'extrados et d'intrados en aval du bord d'attaque. Comme cela est expliqué dans le brevet cité ci-dessus, on dispose l'élément de protection dans un dispositif de montage apte à écarter les ailes. On place l'élément de protection par son bord d'attaque préalablement enduit 30 de colle, entre les deux ailes puis on relâche celles-ci.

L'ensemble est disposé dans un moule d'injection dans lequel on injecte un liant comprenant une résine thermodurcissable de façon à imprégner toute la préforme. On chauffe enfin le moule à la température de durcissement de 35 la résine. II suffit ensuite de démouler la pièce.

Dans la demande de brevet FR 0706430 du 13/09/2007 au nom du présent demandeur on décrit la réalisation d'un moyen d'amortissement des vibrations en incorporant entre l'une des parois intrados ou extrados de la pale et l'élément de protection 10B, au moins une couche d'un matériau viscoélastique, localisée par exemple dans l'une des zones 11, 12 ou 13 . L'élément de protection métallique 10B forme une contre couche rigide pour le système amortisseur de vibrations qu'il constitue avec la couche de matière viscoélastique.

Conformément à l'invention, on met en place un dispositif d'amortissement sur la paroi intrados et/ou la paroi extrados. Sur la figure 4 qui représente de façon schématique une aube pourvue d'un dispositif d'amortissement, l'amortissement est réalisé sur la paroi extrados de la pale 100A. Cette pale comprend ici un élément de protection 100B rapporté sur le bord d'attaque.

La pale est obtenue comme dans la pale de la demande FR0706430 rapportée ci-dessus à partir de filaments ou fibres imprégnés d'une résine thermodurcissable.

Le dispositif d'amortissement comprend une couche viscoélastique 111 interposée entre la paroi 100A, intrados ou extrados de la pale et une couche rigide 110.

La viscoélasticité est une propriété d'un solide ou d'un liquide qui lorsqu'il est déformé montre un comportement à la fois visqueux et élastique par une dissipation et un stockage simultanés d'énergie mécanique.

Un matériau rigide dans le système amortisseur de vibrations est plus rigide que le matériau viscoélastique de la couche. Autrement dit les caractéristiques, isotropes ou anisotropes, d'élasticité du matériau de la contre couche sont supérieures à celles, isotropes ou anisotropes du matériau viscoélastique dans la plage de fonctionnement thermique et fréquentielle souhaitée. Le matériau de la couche viscoélastique est de type caoutchouc, silicone, polymère élastomère, résine époxy, matière thermoplastique.

Le mode de réalisation représenté sur la figure 4 illustre un dispositif couvrant environ 1/3 de la surface intrados et/ou extrados de l'aube. Ce rapport d'un tiers de la surface intrados ou extrados sur laquelle le dispositif est appliqué, correspond, de préférence, plus généralement à l'étendue du dispositif de l'invention.

L'agencement du dispositif d'amortissement est visible sur la figure 6 qui représente une coupe partielle de l'aube selon la direction A-A sur la figure 4. La couche rigide 110 est fixée par l'intermédiaire d'un moyen d'attache rigide 112 directement à la paroi 100A de la pale. Ce moyen d'attache est avantageusement une couche de matériau adhésif. Cependant un moyen mécanique convient également.

Dans ce mode de réalisation, la couche rigide comprend deux zones : une première zone 1101 et une deuxième zone 1102. Le moyen d'attache 112 s'étend le long de la deuxième zone 1102. Un matériau viscoélastique 111 est interposé entre la paroi 100A de la pale et la première zone 1101, auxquelles ce matériau est fixé.

De préférence la deuxième zone 1102 par laquelle la couche rigide est attachée à l'aube est du côté du pied de l'aube par rapport à la première zone. En fonction des déformations en flexion ou en torsion la couche rigide se déplace relativement à la paroi de l'aube et la couche viscoélastique s'oppose en résistant au déplacement. II s'ensuit une action d'amortissement contre les vibrations subies par l'aube. Le dispositif est placé de préférence sur les parties de l'aube subissant une déformation maximale pour le mode considéré.

La solution de l'invention permet de réaliser un dispositif de faible épaisseur. La couche rigide, dont l'épaisseur est comprise entre 0,5 et 1 mm, est conformée de façon à ne pas affecter l'écoulement de l'air le long de la pale et les propriétés aérodynamiques de celle-ci. Le cas échéant, la pale est légèrement creusée pour contenir le dispositif d'amortissement de manière que son profil extérieur soit dans la continuité de la paroi de l'aube.

L'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation, la couche en matériau rigide est conformément à un mode de réalisation, fixée à la pale par l'intermédiaire de la couche viscoélastique qui adhère ou est collée à la fois à la couche en matériau rigide et à la pale.

Conformément à une variante illustrée par la figure 7, le dispositif d'amortissement comprend une couche rigide 117 supplémentaire entre la couche rigide de couverture 110 et la paroi 100A. La couche rigide supplémentaire 117 est maintenue entre deux couches en matériau viscoélastiques: une couche 111 entre les deux couches rigides 117 et 110, une couche 115 entre la paroi 110A et la couche rigide supplémentaire 117. Les couches rigides peuvent être formées du même matériau ou bien de matériaux différents. II en est de même pour les deux couches viscoélastiques 111 et 115 qui peuvent être constituées de matériaux différents en fonction de l'environnement et de l'amortissement recherché.

La couche supplémentaire 117 n'est pas fixée à la paroi, elle est libre de préférence de se déplacer dans la mesure où la déformation du matériau 15 viscoélastique le lui permet.

La couche viscoélastique est rendue solidaire des couches et parois qui sont à son contact par adhérisation à chaud, dans la mesure des possibilités offertes par le matériau. Elle peut aussi être collée comme on le voit sur la 20 figure 8. La couche 111 est collée par l'intermédiaire d'une pellicule d'une substance adhésive appropriée, 118 et 119 respectivement à la couche rigide 110 et à la paroi 100A.

On retrouve dans les réalisations des figures 7 et 8 l'attache 112 de la 25 couche rigide à la paroi.

Cependant l'invention comprend aussi le mode de réalisation où la liaison de la couche rigide à la pale est obtenue uniquement par l'intermédiaire des couches intermédiaires, viscoélastiques et rigides. 30 On a représenté, sur la figure 5, une variante de dispositif d'amortissement sur une aube 200 combinant l'amortissement procuré par la couche rigide 210 sur la paroi, ici intrados, de la pale et l'amortissement procuré par la couche de protection 200B du bord d'attaque de la pale associé à une 35 couche viscoélastique. Selon cette combinaison les deux couches 200B et 210 sont solidaires en une zone d'accouplement 210B à la tangence entre les deux plaques formant les couches.

La zone d'accouplement 210B entre la couche rigide 210 et le bord d'attaque peut être d'une étendue plus ou moins grande. Néanmoins, de préférence, on cherche à la minimiser pour éviter un phénomène de verrouillage mécanique du cisaillement sur l'amortisseur de la paroi de la pale. En effet plus la zone de couplage est grande, moins l'énergie de vibration est dissipée.

II est à noter que la zone d'accouplement 210b bien que formée de matériau rigide permet un mouvement relatif entre la couche rigide 210 et la couche de protection 200B.

Dans ce cas les deux couches 210 et 200B sont découpées dans un même matériau. Dans le mode de réalisation à deux zones de la couche rigide, la couche viscoélastique est disposée dans une première zone entre les deux couches rigides et la pale. Une deuxième zone de cet ensemble peut être fixée rigidement à la pale. 20 On a représenté sur la figure 9 une variante de l'invention. Sur le fondement d'une observation que l'amortissement est plus efficace en bordure de la couche rigide, la couche rigide est conformée de manière à maximiser l'étendue de cette bordure. Selon l'exemple non limitatif illustré par la figure 25 9, la première zone sous laquelle est interposée la couche viscoélastique est en forme de lobes ou ici de doigts 3101; ces lobes s'étendent de préférence radialement par rapport au pied 300C de l'aube, sensiblement parallèlement à la plaque 300B de protection du bord d'attaque. Les lobes sont reliés à la deuxième zone 3102 de la couche rigide 310 qui est attachée rigidement à la 30 paroi 300A de l'aube. Dans la mesure où les gradients de déplacement entre la couche rigide et la surface d'application sont maximaux sur les bords du dispositif, une structure avec lobes permet un amortissement efficace par cisaillement de la couche viscoélastique. Le cisaillement est nul au milieu de la couche rigide à cause de la symétrie de la sollicitation de flexion et 35 maximal sur les bords où le gradient de déplacement entre la contre-couche rigide et la structure porteuse est maximal.15 Sur la figure 10, les courbes montrent l'intérêt qu'il y aurait à combiner plusieurs matériaux viscoélastiques lorsqu'il s'agit d'être opérationnel sur une plage de température relativement étendue. Chaque matériau présente un pic pour une température donnée. On a ici trois matériaux dont les plages d'efficacité couvrent des plages de températures distinctes. En combinant les trois matériaux, on étend l'efficacité du dispositif amortisseur sur une plage de température couvrant les trois températures T1, T2 et T3.

Les matériaux sont disposés en couches placées côte à côte sur la pale et/ou superposées.

Claims (21)

1. Revendications1. Aube en matériau composite (100) de turbomachine, telle qu'une aube de soufflante de turboréacteur ou une pale d'hélice de turbopropulseur, comprenant une pale (100A) formée de filaments ou de fibres, éventuellement tissés, imprégnés d'une résine thermodurcissable, avec une paroi intrados et une paroi extrados entre le bord d'attaque et le bord de fuite, caractérisée par le fait qu'un dispositif d'amortissement des vibrations est incorporé à l'une ou l'autre des parois intrados et extrados, et est formé d'au moins une couche en matériau viscoélastique (111) et d'une couche en matériau rigide (110) superposées
2. 2. Aube selon la revendication 1 dont la couche en matériau viscoélastique est fixée, par adhérisation à chaud d'un film de matériau viscoélastique, par collage au moyen d'un matériau adhésif ou par une liaison mécanique telle que par boulonnage ou vissage, à la couche rigide d'un côté et à la pale de l'autre côté.
3. 3. Aube selon la revendication 1 ou 2 dont la couche en matériau rigide comprend une première zone (1101) et une deuxième zone (1102), la couche en matériau viscoélastique (111) étant interposée entre la pale et ladite première zone (1101) de la couche rigide (110), et ladite deuxième zone (1102) de la couche rigide étant fixée la paroi de la pale (100A) sans interposition de matériau viscoélastique.
4. 4. Aube selon la revendication précédente, dont la deuxième zone (1102) par laquelle la couche rigide est fixée à la pale est située radialement du côté du pied de l'aube par rapport à la première zone.
5. 5. Aube selon l'une des revendications 3 et 4, dont la deuxième zone (1102) de la couche rigide est collée sur la pale.
6. 6. Aube selon l'une des revendications précédentes, dont le dispositif d'amortissement recouvre les zones de déformations maximales pour35au moins l'un des modes vibratoires en flexion ou en torsion, notamment le premier mode 1F ou 1T.
7. 7. Aube selon l'une des revendications précédentes, dont la couche rigide (310) comprend au moins deux lobes.
8. 8. Aube selon la revendication précédente dont les lobes ont une forme allongée.
9. 9. Aube selon la revendication précédente dont les lobes s'étendent selon une direction radiale par rapport au pied de l'aube.
10. 10.Aube selon l'une des revendications 7 à 9 combinée à l'une des revendications 3 à 5 dont la première zone (3101) de la couche rigide (310) comprend au moins deux lobes, les deux lobes étant rattachés à la deuxième zone (3102)
11. 11.Aube selon l'une des revendications précédentes, dont la couche de matériau viscoélastique est contenue au moins partiellement dans une cavité ménagée dans le matériau composite de la pale.
12. 12.Aube selon l'une des revendications précédentes, dont le matériau viscoélastique est choisi parmi les matériaux tels que caoutchouc, silicone, polymère élastomère, résine époxy ou matière thermoplastique.
13. 13.Aube selon la revendication précédente dont le dispositif d'amortissement comprend au moins deux matériaux viscoélastiques différents, éventuellement disposés selon des couches différentes, lesdites couches côte à côte sur la pale et/ou superposées.
14. 14.Aube selon la revendication précédente dont les matériaux viscoélastiques diffèrent par leurs caractéristiques d'amortissement en fonction de la température.35
15. 15.Aube selon l'une des revendications précédentes dont la couche rigide est métallique ou bien réalisée dans le même matériau à base de filaments ou de fibres, éventuellement tissés, que la pale.
16. 16.Aube selon l'une des revendications précédentes, dont au moins une couche supplémentaire (117) en matériau rigide est interposée au moins en partie entre la couche rigide (110) et la pale, avec deux couches de matériaux viscoélastiques (111, 115) disposées de part et d'autre de ladite couche supplémentaire (117).
17. 17.Aube selon la revendication précédente, dont les couches viscoélastiques sont formées de matériaux différents.
18. 18.Aube selon l'une des revendications précédentes, dont le bord d'attaque de la pale comprend un revêtement de protection formé d'une lame métallique collée à la pale sur une partie de sa surface.
19. 19.Aube selon la revendication précédente, dont une couche de matériau viscoélastique est interposée au moins en partie entre la lame métallique et la pale de manière à former un second moyen d'amortissement des vibrations.
20. 20.Aube selon la revendication précédente, ladite lame métallique est liée rigidement à la couche rigide dudit dispositif d'amortissement des vibrations sur l'une ou l'autre des parois intrados ou extrados.
21. 21.Procédé pour réaliser un dispositif d'amortissement sur une aube selon l'une des revendications précédentes selon lequel on détermine la forme des lobes de la première zone de la couche rigide de manière à avoir un contour de la couche rigide aussi élevé que possible compte tenu de sa surface.