FR3070428A1 - Insert pour la fixation d'un composant sur un support de turbomachine - Google Patents

Abstract

Insert (200) pour la fixation d'un composant (34) sur un support (24) de turbomachine, l'insert (200) étant configuré pour être assemblé au composant (34) et au support (24) et comprenant une douille (210) configurée pour recevoir un organe de fixation (40), la douille (210) comprenant une première paroi (214) tubulaire et une deuxième paroi (216) agencée autour d'au moins une partie de la première paroi (214), la deuxième paroi (216) ayant une première extrémité (216a) raccordée à la première paroi (214) et une deuxième extrémité (216b) libre.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] Le présent exposé concerne un insert pour la fixation d'un composant sur un support. Un tel insert peut notamment être utilisé pour la fixation d'une aube de turbomachine en matériau composite sur un carter métallique, ou plus généralement comme interface de fixation pour la fixation mutuelle d'un composant et d'un support de turbomachine éventuellement formés de matériaux différents.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE [0002] Dans des domaines tels que l'aéronautique, l'allègement des appareils est une préoccupation constante des constructeurs. Par exemple, dans les moteurs d'avion, il est connu de remplacer certaines aubes métalliques par des aubes en matériau composite, qui ont l'avantage d'être plus légères.

[0003] Cependant, les aubes composites rompent plus facilement que les aubes métalliques lorsqu'elles sont soumises à des déformations imposées. Or, les autorités de certification imposent aux moteurs de résister raisonnablement à certains incidents tels que la perte d'une aube de soufflante ou l'ingestion d'un oiseau de taille moyenne. En particulier, ces incidents induisent des déplacements du carter du moteur qui sollicitent fortement les aubes de guidage en sortie (en anglais Outiet Guide Varies, ci-après OGV) situées dans la veine de refroidissement, juste en aval de la soufflante.

[0004] Ainsi, actuellement, il n'est pas possible de remplacer les OGV métalliques classiques par des aubes composites car ces dernières ne résisteraient pas suffisamment aux déplacements imposés survenant lors de ce type d'incidents.

[0005] Il existe donc un besoin pour un nouveau système permettant de généraliser l'utilisation de composants en matériaux composites dans une turbomachine.

PRÉSENTATION DE L'INVENTION [0006] A cet effet, le présent exposé concerne un insert pour la fixation d'un composant sur un support de turbomachine, l'insert étant configuré pour être assemblé au composant et au support et comprenant une douille configurée pour recevoir un organe de fixation, la douille comprenant une première paroi tubulaire et une deuxième paroi agencée autour d'au moins une partie de la première paroi, la deuxième paroi ayant une première extrémité raccordée à la première paroi et une deuxième extrémité libre.

[0007] Un support de turbomachine est un support pouvant être utilisé dans une turbomachine. Par ailleurs, au sens du présent exposé, l'insert s'étend globalement selon un axe. La direction axiale correspond à la direction de Taxe de l'insert et une direction radiale est une direction perpendiculaire à cet axe et coupant cet axe. De même, un plan axial est un plan contenant l’axe de l'insert et un plan radial ou transverse est un plan perpendiculaire à cet axe. Une circonférence s'entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l'axe de l'insert. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence ; elle est perpendiculaire à l'axe de l'insert mais ne passe pas par l'axe.

[0008] Sauf précision contraire, les adjectifs intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d’un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe de l'insert que la partie extérieure du même élément.

[0009] La douille peut être configurée pour recevoir un organe de fixation. Dans ces cas, l'organe de fixation peut être solidaire de la douille et/ou formé de manière permanente avec la douille. L'organe de fixation peut aussi être séparé de la douille. L'organe de fixation, éventuellement intégré à la douille, permet la fixation du composant au support via l'insert et plus particulièrement via la douille.

[0010] L'insert peut être assemblé directement ou indirectement au composant et au support. Selon un exemple, l'insert peut être assemblé directement au composant, par exemple noyé dans le composant, ou assemblé indirectement au support, par exemple par l'intermédiaire de l'organe de fixation. Selon une variante, le composant et le support peuvent être intervertis dans l'exemple précédent.

[0011] Dans l'insert tel que défini précédemment, les première et deuxième parois de la douille forment une paroi double pouvant se déformer, notamment grâce à l'extrémité libre de la deuxième paroi. Ainsi, la déformation relative des première et deuxième parois absorbe les déformations différentielles entre le composant et le support, ce qui réduit la sollicitation mécanique induite sur le composant par le support (ou réciproquement). L'insert renforce en outre la zone de fixation entre le composant et le support. Il est donc possible de prévoir, pour le composant, un matériau moins résistant que dans l'état de la technique puisque, grâce à l'insert, les sollicitations mécaniques du composant à proprement parler sont atténuées.

[0012] Par exemple, dans le cas d'une turbomachine d'aéronef, un tel insert, assemblé à une OGV en matériau composite, est donc en mesure d'assurer la résistance de l'OGV en réponse aux déplacements imposés par le carter sur lequel l'OGV est fixée, ledit carter formant support de turbomachine.

[0013] Dans certains modes de réalisation, la douille comprend au moins deux sections sensiblement à symétrie de révolution et de diamètres extérieurs différents, les sections étant assemblées entre elles dans une direction axiale de la douille. L'axe de symétrie des deux sections est de préférence l'axe de la douille, de préférence confondu avec l'axe de l'insert. Il s'ensuit une meilleure intégration axiale de l'insert dans le composant et/ou le support.

[0014] Dans certains modes de réalisation, la douille comprend une partie interne taraudée et l'organe de fixation comprend une tige filetée. La fixation entre le composant et le support peut donc être démontée. Alternativement, l'organe de fixation peut former une fixation non démontable et peut être, par exemple, un rivet, une broche, un cliquet d'encliquetage, etc.

[0015] Dans certains modes de réalisation, la deuxième paroi est à distance de la première paroi. Ainsi, un espace est ménagé entre la deuxième paroi et la première paroi. Cette caractéristique s'entend à l'état initial de l'insert, avant déformation. La deuxième paroi dispose donc de davantage de liberté pour se déplacer par rapport à la première paroi, ce qui rend l'insert plus efficace pour absorber une grande gamme de déformations.

[0016] Dans certains modes de réalisation, les première et deuxième parois sont en vis-à-vis dans une direction transverse. En d'autres termes, les positions axiales respectives des première et deuxième parois se chevauchent, voire sont identiques.

[0017] Dans certains modes de réalisation, la deuxième paroi est tubulaire. Dans ces modes de réalisation, la deuxième paroi peut être coaxiale à la première paroi. La déformation de la deuxième paroi peut donc s'effectuer efficacement dans toutes les directions radiales.

[0018] Dans certains modes de réalisation, l'insert comprend au moins une ailette faisant saillie transversalement de la première paroi.

[0019] L'ailette peut être une partie de collerette délimitée circonférentiellement ; l'ailette ne fait pas le tour complet de la douille. L'ailette peut prendre la forme générale d'une plaque ou d'une feuille, plane ou courbe. L'ailette peut s'étendre sensiblement dans un plan transverse.

[0020] L'ailette permet de renforcer la liaison entre le composant et le support au voisinage de la douille, de compenser la rupture éventuelle du composant ou du support par une déformation de l'ailette et de déplacer la zone critique de la douille vers l'extrémité distale de l'ailette. Ainsi, grâce à l'ailette, le composant résiste mieux à des déplacements qui lui sont imposés par le support et réciproquement.

[0021] Par ailleurs, la deuxième paroi peut faire saillie de l'ailette dans une direction axiale de la douille. L'ancrage de l'insert dans le composant et/ou le support est ainsi meilleur et l'insert offre davantage de possibilités de déformation pour absorber au moins en partie les déplacements imposés entre le support et le composant.

[0022] La deuxième paroi peut faire saillie de l'ailette dans le même sens que la première paroi.

[0023] Dans certains modes de réalisation, l'ailette présente une épaisseur axiale décroissante depuis la douille vers son extrémité distale. Cela permet de ménager une transition appropriée entre la structure de l'insert et la structure du composant. Selon un exemple, ladite épaisseur peut décroître par paliers : dans ce cas, l'ailette peut présenter au moins deux tronçons d'ailette chacun d'épaisseur axiale constante, l'épaisseur de chaque tronçon d'ailette étant strictement inférieure à l'épaisseur du tronçon d'ailette adjacent du côté de la douille.

[0024] Dans certains modes de réalisation, l'insert comprend au moins deux ailettes. Les ailettes peuvent être identiques ou similaires, en particulier telles que précédemment décrites. Une deuxième paroi peut faire saillie à partir de chacune des ailettes.

[0025] Dans certains modes de réalisation, en section transversale, l'ailette s'étend circonférentiellement entre deux droites parallèles entre elles et définissant un plan transverse. Ainsi, l'encombrement transverse de la douille est limité et la douille peut être judicieusement orientée pour que l'ailette ne fasse effet que dans certaines directions. Optionnellement, l'ailette peut s'étendre continûment entre lesdites deux droites.

Optionnellement, l'ailette peut occuper tout l'intervalle entre lesdites deux droites.

[0026] Dans certains modes de réalisation, l'insert est en métal. Ce terme englobe les alliages métalliques.

[0027] Dans certains modes de réalisation, un congé est ménagé entre la première paroi et la deuxième paroi, à la première extrémité de la deuxième paroi. Le congé facilite la déformation de la deuxième paroi par rapport à la première paroi, ce qui rend l'insert encore plus efficace pour absorber les déplacements relatifs du composant et du support.

[0028] Dans certains modes de réalisation, la douille comprend une base de laquelle la première paroi tubulaire fait saillie axialement, un congé étant ménagé entre la première paroi et la base. Le congé, prévu à la jonction de la base et de la première paroi, facilite la déformation de la première paroi par rapport à la base, ce qui rend l'insert encore plus efficace pour absorber les déplacements relatifs du composant et du support.

[0029] Le présent exposé concerne également un ensemble pour turbomachine comprenant un composant et un insert tel que précédemment décrit, l'insert étant assemblé au composant.

[0030] Dans certains modes de réalisation, le composant est en matériau composite ayant un renfort fibreux sous forme de plis, et l'ailette est maintenue, de part et d'autre dans une direction axiale, entre certains desdits plis. Ainsi, l'insert est intégré au composant et l'ailette permet un bon ancrage de l'insert dans le composant. Cela se traduit par une meilleure répartition des efforts au sein du composant en cas d'incident, donc en une diminution des contraintes auxquelles le composant est soumis.

[0031] Dans certains modes de réalisation, l'insert est prévu d'un côté du composant et l'ailette s'étend vers un côté opposé du composant. L'ailette est donc dirigée vers l'intérieur du composant et permet de mieux accommoder les déplacements entre le support, où les déplacements sont imposés, et l'intérieur du composant qui en tant que tel peut mal résister aux déplacements imposés.

[0032] Dans certains modes de réalisation, le composant est une aube de turbomachine. Le composant peut être une OGV. Ainsi, selon un exemple, l'insert peut former une interface de fixation entre une OGV en matériau composite et un carter métallique, l'insert accommodant, par sa déformation et en particulier la déformation de l'ailette, les déplacements imposés par le carter auxquels l'OGV ne résisterait pas sinon.

[0033] Dans certains modes de réalisation, l'aube comprend au moins une plateforme et une pale s'étendant de la plateforme, et l'insert est logé dans la plateforme. Ainsi, la fixation de l'insert sur le support de turbomachine, généralement un carter, est aisée.

[0034] La plateforme est, de préférence, faite d'une seule pièce avec la pale. Plus particulièrement, lorsque l'ailette est maintenue, de part et d'autre dans une direction axiale, entre certains plis de l'aube composite, lesdits plis s'étendent de préférence de manière continue de la plateforme à la pale. Ainsi, la répartition des contraintes dans l'aube est optimale.

[0035] Alternativement, le composant peut être un panneau de protection, par exemple en matériau composite, par exemple un panneau acoustique.

[0036] Le présent exposé concerne également un ensemble comprenant un support de turbomachine et un insert tel que précédemment décrit, assemblé au support. Cet ensemble peut avoir tout ou partie des caractéristiques décrites précédemment au sujet de l'ensemble comprenant le composant et l'insert, mutatis mutandis.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0037] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 représente une coupe schématique d'une turbomachine ;

- la figure 2 représente, en coupe axiale de la turbomachine, une OGV fixée sur un carter selon un mode de réalisation ;

- la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un premier insert selon un mode de réalisation ;

- la figure 4 est une vue de dessus du premier insert, selon la direction IV de la figure 3 ;

- la figure 5 est une vue de détail de la zone V de la figure 2 et représente, en coupe axiale, l'intégration du premier insert ;

- la figure 6 illustre schématiquement un exemple de déformation de l'ensemble de la figure 2, dans la zone V ;

- la figure 7 est une vue en coupe axiale d'un deuxième insert selon un mode de réalisation ;

- la figure 8 est une vue de dessous du deuxième insert, selon la direction VIII de la figure 7 ;

- la figure 9 est une vue de détail de la zone IX de la figure 9 et représente, en coupe axiale, l'intégration du deuxième insert ;

- les figures 10A-10D illustrent schématiquement différents exemples de déformation de l'ensemble de la figure 2, dans la zone IX ;

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION [0038] L'architecture globale d'une turbomachine pouvant incorporer un mode de réalisation de l'invention va être décrite en référence à la figure 1, qui présente une section axiale d'une turbomachine 12. En amont, la turbomachine 12 comprend une soufflante 14 pour l'admission d'air. A la sortie de la soufflante 14, le flux d'air se sépare en deux. Une première partie du flux d'air est envoyée dans un compresseur basse pression 16 puis un compresseur haute pression 18. Cette première partie du flux d'air est ensuite injectée dans une chambre de combustion 20, à la sortie de laquelle elle entraîne une turbine 22. Une deuxième partie du flux d'air, à la sortie de la soufflante 14, est envoyée, entre un carter externe 24 et un carter interne 26, vers un redresseur comprenant des aubes 30 pour être redressée puis mélangée aux gaz sortant de la turbine 22. La deuxième partie du flux d'air peut servir, en partie, au refroidissement de la turbomachine 12.

[0039] Comme illustré plus en détail sur la figure 2, une aube 30 de redresseur, ici une aube de guidage en sortie ou OGV 30, formant un exemple de composant au sens du présent exposé, est fixé sur le carter externe 24 et sur le carter interne 26, chacun de ces carters formant un exemple de support de turbomachine, ou plus simplement support, au sens du présent exposé.

[0040] En l'espèce, l'OGV 30 comprend au moins une plateforme, ici deux plateformes 32, 34, et une pale 36 s'étendant entre les deux plateformes. Les plateformes 32, 34 délimitent, dans un sens radial de la turbomachine, un passage d'air appelé veine de refroidissement ou veine secondaire, par opposition à la veine primaire qui alimente la chambre de combustion 20 (voir la figure 1).

[0041] Dans ce mode de réalisation, l'OGV 30 est en matériau composite ayant un renfort fibreux sous forme de plis, noyé dans une matrice. Le renfort fibreux peut comprendre des fibres de verre, de carbone, d'aramide ou de céramique, etc. Par ailleurs, la matrice peut comprendre une résine, par exemple une résine époxy, polyester, bismaléimide, ou polyimide, etc. De préférence, les plis formant les plateformes s'étendent continûment d'une plateforme 32 à l'autre plateforme 34, via la pale 36.

[0042] Au moins un premier insert 100 est utilisé pour la fixation de l'OGV 30 sur le carter interne 26. Le premier insert 100 est ici logé dans la plateforme 32. Cette fixation va être détaillée en référence aux figures 2 à

6. Par ailleurs, de manière indépendante, au moins un deuxième insert 200, en l'occurrence deux deuxièmes inserts 200, sont utilisés pour la fixation de l'OGV 30 sur le carter externe 24. Alternativement, trois ou quatre deuxièmes inserts 200 peuvent être utilisés pour la fixation de l'OGV 30 sur le carter externe 24. Le deuxième insert 200 est ici logé dans la plateforme 34. Cette fixation sera détaillée en référence aux figures 7 à 10D.

[0043] Sauf mention contraire, dans la suite, les premier et deuxième inserts 100, 200 sont décrits dans leur état initial et nominal, c'est-à-dire dans leur état lors de l'assemblage initial avec l'OGV 30 et le carter 24, 26, avant déformation éventuelle.

[0044] Un mode de réalisation du premier insert 100 est illustré sur les figures 3 à 6. Le premier insert comprend une douille 110 et au moins une ailette 120 faisant saillie transversalement de la douille 110. Ici, la douille définit une direction axiale X et l'ailette 120 fait saillie selon une direction radiale ou transverse R. Plus précisément, comme il ressort des figures 3 et 4, l'ailette 120 fait saillie sensiblement selon un plan transverse orthogonal à la direction axiale X.

[0045] Dans ce mode de réalisation, la douille 110 est sensiblement à symétrie de révolution autour de l'axe X. Plus particulièrement, la douille 110 comprend une base 112 (première section) de laquelle fait saillie axialement une première paroi 114 (deuxième section). Ainsi, la douille comprend au moins deux sections sensiblement à symétrie de révolution, à savoir la base 112 et la première paroi 114, de diamètres extérieurs différents, les sections étant assemblées entre elles dans une direction axiale de la douille 110. En l'espèce, la première paroi 114 est tubulaire, plus précisément cylindrique à section circulaire, et présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre de la base 112. Le diamètre extérieur de la première paroi 114 peut être égal à une fois et demie le diamètre extérieur de la base 112.

[0046] La base 112 comprend un orifice, ici axial, l'orifice présentant un taraudage 112a. Ainsi, via le taraudage 112a, la douille est configurée pour recevoir un organe de fixation tel qu'une tige filetée 40 (voir figure 5). La première paroi 114 définit également un orifice dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre de l'orifice de la base 112. La première paroi 114 délimite ainsi un épaulement 112b de la base 112. L'épaulement 112b peut agir comme butée pour l'organe de fixation 40. L'épaulement 112b peut être prévu plus ou moins proche de l'extrémité libre de la première paroi 114.

[0047] Dans ce mode de réalisation, comme représenté sur la figure 3, l'ailette 120 fait saillie à partir de la première paroi 114. Ici, l'ailette 120 fait saillie transversalement de la douille 110 à une extrémité axiale de la douille 110 opposée à la base 112. Les diamètres externes transverses successivement croissants de la base 112, de la première paroi 114 et de l'ailette 120 définissent des marches améliorant l'ancrage du premier insert 100 dans la plateforme 32, plus généralement dans le composant que forme l'OGV 30.

[0048] On comprend que l'ailette 120 est délimitée dans la direction axiale X et s'étend, dans cette direction, sur une épaisseur axiale inférieure à celle de la douille 110, plus précisément sur une épaisseur axiale inférieure à celle de la première paroi 114.

[0049] Comme on le voit sur la figure 3, l'ailette 120 présente une épaisseur axiale E (épaisseur dans la direction axiale X) décroissante depuis la douille 110 vers son extrémité distale 126. En l'occurrence, l'ailette 120 comprend un premier tronçon d'ailette 122, ici situé de niveau avec l'extrémité libre de la première paroi 114 et s'étendant transversalement à partir de la première paroi 114. L'ailette 120 comprend par ailleurs un deuxième tronçon d'ailette 124, s'étendant transversalement à partir du premier tronçon d'ailette 122. Chacun des tronçons d'ailette 122, 124 est d'épaisseur axiale E sensiblement constante. L'épaisseur axiale du deuxième tronçon d'ailette 124 est inférieure à l'épaisseur axiale du premier tronçon d'ailette 122 qui est situé du côté de la douille 100 par rapport au deuxième tronçon d'ailette 124. Ce schéma peut être répété par récurrence au cas où l'ailette 120 comprend plus de deux tronçons. De manière plus générale, l'épaisseur axiale maximale d'un tronçon d'ailette peut être inférieure à l'épaisseur axiale minimale d'un tronçon d'ailette adjacent du côté de la douille 110. [0050] Dans le présent exemple, l'épaisseur axiale du premier tronçon d'ailette 122 est égale à environ deux fois l'épaisseur axiale du deuxième tronçon d'ailette 124.

[0051] Comme on peut le voir sur la figure 4, en section transversale, l'ailette 120 s'étend circonférentiellement entre deux tangentes Dl, D2 de la douille 110, parallèles entre elles. Les tangentes Dl et D2 sont donc prises en des points diamétralement opposés de la douille 110, si la douille 110 est circulaire en section transversale. Les droites Dl, D2 peuvent être tangentes à la douille 110 en son diamètre maximal, ici à la première paroi 114.

[0052] L'assemblage du premier insert 100 à l'OGV 30 formant composant et au carter interne 26 formant support est illustré en coupe axiale sur la figure 5. Comme on peut le voir sur cette figure, l'insert est directement assemblé à l'OGV 30, comme il sera détaillé par la suite, et indirectement assemblé au carter interne 26, ici par l'intermédiaire d'une tige filetée 40 qui s'engage dans le taraudage 112a et dans un taraudage correspondant prévu dans le carter interne 26, par exemple.

[0053] Concernant l'OGV 30, le premier insert 100 est logé, voire noyé dans la plateforme 32. En l'espèce, la plateforme 32 vient au contact de la surface radialement externe de la douille 110. La surface axialement libre de la base 112 est de niveau avec une surface libre de la plateforme 32. D'ailleurs, la cote axiale de la base 112 peut être dimensionnée plus ou moins longue de façon que la surface axialement libre de la base 112 soit de niveau avec la surface libre correspondante de la plateforme 32. Ainsi, lorsque l'ensemble est fixé, le premier insert 100 vient directement au contact du carter interne 26, ce qui renforce la fixation, en particulier si le premier insert 100 et le carter interne 26 sont dans des matériaux similaires, par exemple en métal ou alliage métallique.

[0054] Un trou est ménagé dans la plateforme 32, dans le prolongement du diamètre intérieur de la première paroi tubulaire 114.

[0055] Par ailleurs, on a représenté sur la figure 5 des ensembles de plis 32a, 32b, 32c du renfort fibreux de la plateforme 32. Le premier insert 100 est intégré dans la plateforme 32 en intercalant l'ailette 120 entre des plis de la plateforme 32. En d'autres termes, l'ailette 120 est maintenue, de part et d'autre dans la direction axiale X, par certains desdits plis.

[0056] En l'espèce, le renfort fibreux de la plateforme 32 est formé par une succession de premiers et deuxièmes plis 32a, 32b. Pour former une partie élargie de la plateforme 32, des troisièmes plis 32c peuvent être prévus entre les premiers et deuxièmes plis 32a, 32b. Comme illustré sur la figure 5, l'ailette 120 peut être maintenue d'un côté par un premier pli 32a, d'un autre côté par un deuxième pli 32b. L'ailette 120 peut se situer dans le prolongement d'un troisième pli 32c.

[0057] Comme on peut le voir sur les figures 2 et 5, le premier insert 100 est prévu d'un côté du composant, ici du côté amont de l'OGV 30, et l'ailette 120 s'étend, dans l'OGV 30, vers un côté opposé du composant, ici vers le côté aval de l'OGV 30.

[0058] La réponse de l'ensemble ainsi formé à un déplacement imposé ΔΧ de l'OGV 30 par rapport au carter interne 26 est schématisée sur la figure 6, sur laquelle la position initiale ou nominale, qui est la position de la figure 5, est représentée en pointillés. En outre, sur la figure 6, la structure du renfort fibreux de la plateforme 32 a été simplifiée en une première partie 32a', d'un côté de l'ailette 120, et une deuxième partie 32b', de l'autre côté de l'ailette 120 dans la direction axiale.

[0059] En cas de déplacement de l'OGV 30 par rapport au carter interne 26 selon l'axe X, dans le sens d'un éloignement du carter interne 26 de l'OGV 30, ce qui correspond à un déplacement relatif dans une direction radiale de la turbomachine 12, le matériau composite de l'OGV 30 subit une facture locale au niveau de l'extrémité libre 126 de l'ailette (zone 152), mais cette fracture est compensée par la déformation plastique de l'ailette 120 dans le sens du déplacement ΔΧ. En effet, la présence du premier insert 100 déplace la zone critique de la fixation de la zone 150, près de la douille 110 et plus particulièrement de la première paroi 114, à la zone 152, à l'interface entre l'ailette 120 et les plis adjacents à l'ailette 220. Or, dans la zone 150 s'exercent des efforts de cisaillement, auquel les matériaux composites résistent mal, tandis que dans la zone 152 s'exercent des contraintes de traction-compression, auxquelles les matériaux composites résistent davantage. Le transfert des contraintes vers une zone plus résistante, à savoir la zone 152, améliore sensiblement la tenue de l'OGV 30. L'ailette 120 joue le rôle de partie sacrificielle, qui se déforme préférentiellement pour limiter les déformations de l'OGV 30 proprement dite.

[0060] Un mode de réalisation du deuxième insert 200 est illustré sur les figures 7 à 10D. Sur ces figures, les éléments correspondant ou identiques à ceux du premier insert 100 recevront le même signe de référence, au chiffre des centaines près, et ne seront pas décrits à nouveau.

[0061] Comme illustré sur la figure 7, le deuxième insert 200 comprend l'ensemble des éléments décrits au sujet du premier insert 100, à savoir une douille 210, ayant une base 212 et une première paroi 214, et une ailette 220. Ces éléments peuvent avoir tout ou partie des caractéristiques précédemment décrites.

[0062] Par ailleurs, la douille 210 comprend de surcroît une deuxième paroi 216 agencée autour d'au moins une partie de la première paroi 214, la deuxième paroi 216 ayant une première extrémité 216a raccordée à la première paroi 214 et une deuxième extrémité 216b libre, ici du côté de la base 212.

[0063] Dans ce mode de réalisation, la deuxième paroi 216 est à distance de la première paroi 214. Plus précisément, les première et deuxième parois 214, 216 sont en vis-à-vis dans une direction transverse R et laissent entre elles un espace.

[0064] Par ailleurs, la deuxième paroi 216 est tubulaire. En l'espèce, la deuxième paroi 216 s'étend coaxialement à la première paroi 214, à l'extérieur de celle-ci, autour de l'axe X.

[0065] Comme il ressort des figures 7 et 8, le deuxième insert peut comprendre au moins deux ailettes, en l'occurrence deux ailettes 220. Dans ce mode de réalisation, les deux ailettes 220 sont identiques, aussi ce qui a été dit ou sera dit au sujet d'une des ailettes 220 s'applique aussi à l'autre, sauf mention contraire. Toutefois, de manière générale, les ailettes 220 pourraient différer l'une de l'autre.

[0066] En outre, les ailettes 220 peuvent être réparties circonférentiellement autour de la douille 210, régulièrement ou non. En l'occurrence, les deux ailettes 220 sont diamétralement opposées et s'étendent toutes les deux selon la même direction radiale R, dans des sens opposés de part et d'autre de la douille 210 (figure 8). Selon un exemple, la limite d'une ailette 220, notamment pour la distinguer d'une autre ailette, peut être définie par un changement de forme de l'extrémité distale 226 de l'ailette 220 dans la direction circonférentielle.

[0067] Selon l'exemple illustré sur la figure 8, en section transversale, les ailettes 220 s'étendent circonférentiellement entre deux droites Dl, D2 parallèles entre elles et définissant un plan transverse, en l'occurrence le plan de la figure 8. Les droites Dl, D2 délimitent également, dans ce mode de réalisation, les ailettes 220. Les droites Dl, D2 peuvent être choisies pour être plus éloignées de l'axe X de la douille 212 que la deuxième paroi 216, de façon que la forme des ailettes 220 n'interfère pas avec la fixation de la deuxième paroi 216 sur les ailettes 220.

[0068] En effet, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 7, la deuxième paroi 216 fait saillie de l'ailette 220 dans la direction axiale X de la douille 210. Ainsi, la première extrémité 216a de la deuxième paroi 216 est raccordée à la première paroi 214 via l'ailette 220, en l'occurrence via le premier tronçon d'ailette 222.

[0069] De plus, en l'espèce, un congé 230 est ménagé entre la première paroi 214 et la deuxième paroi 216, à la première extrémité 216a de la deuxième paroi 216. De manière correspondante mais indépendante, un congé 232 est ménagé entre la première paroi 214 et la base 212 de laquelle la première paroi 214 fait axialement saillie. Chacun des congés 230, 232 peut être sensiblement annulaire. L'utilité de ces congés 230, 232 sera mise en évidence par la suite.

[0070] L'assemblage du deuxième insert 200 à l'OGV 30 formant composant et au carter externe 24 formant support est illustré en coupe axiale sur la figure 9 et peut être fait, mutatis mutandis, comme l'assemblage du premier insert 100 à l'OGV 30 formant composant et au carter interne 26 formant support.

[0071] Comme on peut le voir sur la figure 9, le deuxième insert 200 est directement assemblé à l'OGV 30 et indirectement assemblé au carter externe 24, ici par l'intermédiaire d'une tige filetée 40 qui s'engage dans le taraudage 212a et dans un taraudage correspondant prévu dans le carter externe 24, par exemple.

[0072] Sur la figure 9, la structure du renfort fibreux de la plateforme 34 a été simplifiée en une première partie 34a', d'un côté de l'ailette 220, et une deuxième partie 34b', de l'autre côté de l'ailette 220 dans la direction axiale. Concernant l'OGV 30, le deuxième insert 200 est logé dans la plateforme 34. En l'espèce, la plateforme 34 vient au contact de la surface radialement externe de la douille 210, en l'occurrence au contact de la deuxième paroi 216. La deuxième extrémité 216b de la deuxième paroi 216, axialement libre, est de niveau avec une surface libre de la plateforme 34. Cependant, la base 212 s'étend axialement au-delà de la deuxième paroi 216 ; ainsi, lorsque l'ensemble est fixé, le deuxième insert 200 vient directement au contact du carter 24, ce qui renforce la fixation, en particulier si le deuxième insert 200 et le carter interne 24 sont dans des matériaux similaires, par exemple en métal ou alliage métallique. [0073] De plus, un trou est ménagé dans la plateforme 34, dans le prolongement du diamètre intérieur de la première paroi tubulaire 214. [0074] Comme on peut le voir sur la figure 2, le deuxième insert 200 est agencé dans le composant, ici dans l'OGV 30, de sorte que la direction transverse R dans laquelle les ailettes 220 s'étendent corresponde à une direction amont-aval de l'OGV 30.

[0075] La réponse de l'ensemble ainsi formé à un déplacement imposé de l'OGV 30 par rapport au carter externe 26 est schématisée sur les figures 10A à 10D, chaque figure se rapportant à un type de déplacement différent. Sur ces figures, la position initiale ou nominale, qui est la position de la figure 9, est représentée en pointillés.

[0076] La figure 10A traite le cas d'un déplacement axial ΔΧ, c'est-àdire selon une direction radiale de la turbomachine, visant à rapprocher le carter externe 24 de l'OGV 30. Dans ce cas, le matériau composite de l'OGV 30 subit une facture locale au niveau de l'extrémité libre 226 de l'ailette (zone 252), mais cette fracture est compensée par la déformation plastique de l'ailette 220 dans le sens du déplacement ΔΧ. En effet, la présence du deuxième insert 200 déplace la zone critique de la fixation de la zone 254, le long de la deuxième paroi 216, à la zone 252, à l'interface entre l'ailette 220 et les plis adjacents à l'ailette 220. Or, dans la zone 254 s'exercent des efforts de cisaillement, auxquels les matériaux composites résistent mal, tandis que dans la zone 252 s'exercent des contraintes de traction-compression, auxquelles les matériaux composites résistent davantage. Le transfert des contraintes vers une zone plus résistante, à savoir la zone 252, diminue sensiblement le risque de rupture de l'OGV 30. [0077] Ce mécanisme se produit également dans le cas d'un déplacement axial ΔΧ en sens opposé, tel qu'illustré à la figure 10B. Dans ce cas cependant, on observe également une flexion de la deuxième paroi 216 facilitée grâce au congé 230. Précisément, la deuxième extrémité 216b s'écarte de la première paroi 214 de façon à limiter la déformation de la deuxième partie 34b' de la plateforme 34, qui lui est attenante. La deuxième paroi 216 joue le rôle de partie sacrificielle, qui se déforme préférentiellement pour limiter la déformation de l'OGV proprement dite. [0078] Lorsque le déplacement relatif imposé ΔΖ est une translation dans une direction axiale de la turbomachine 12, ici dans une direction radiale R du deuxième insert 200, qui plus est dans la direction transverse R dans laquelle s'étendent les ailettes 220, la déformation obtenue peut être du type de celle représentée sur la figure 10C. Comme on peut le voir, la première paroi 214 fléchit dans la direction transverse R, éventuellement au point de prendre une forme en S. Ce fléchissement est facilité non seulement par le congé 230 entre les première et deuxième parois 214, 216, mais aussi par le congé 232 entre la première paroi 214 et la base 212. Ce fléchissement diminue la contrainte de cisaillement dans une zone 250, au voisinage de la douille 210 et plus particulièrement de la première paroi 214. La première paroi 214 joue le rôle de partie sacrificielle, qui se déforme préférentiellement pour limiter la déformation de l'OGV proprement dite.

[0079] Par ailleurs, comme illustré, la deuxième paroi 216 peut former une butée au fléchissement de la première paroi 214 dans le sens du déplacement relatif ΔΖ. La présence d'une telle butée est à prendre en compte dans le dimensionnement de l'insert 200, étant entendu que si la plateforme 34 était plus fine dans la direction axiale X, la deuxième paroi 216 pourrait être moins étendue dans la direction axiale X et, par suite, permettre un fléchissement plus important de la première paroi 214, qui pourrait même aller au-delà de la deuxième paroi 216.

[0080] Enfin, lorsque le déplacement imposé est une rotation d'angle Φ dans un plan axial du deuxième insert 200, le deuxième insert 200 se tord globalement, de sorte que la première paroi 214 n'est plus coaxiale avec la deuxième paroi 216. Les première et deuxième parois 214, 216 jouent le rôle de parties sacrificielles, qui se déforment préférentiellement pour limiter la déformation de l'OGV proprement dite. En l'espèce, la première paroi 214 suit la rotation imposée par le carter externe 24 tandis que la deuxième paroi 216, reste, dans une certaine mesure, plus proche de son orientation initiale. Un tel désaxage relatif des première et deuxième parois 214, 216 est facilité par le congé 230 et limite l'impact de la rotation sur les première et deuxième parties 34a', 34b' de la plateforme 34.

[0081] Bien qu'un mode de réalisation ait été présenté dans lequel un premier insert 100 et un deuxième insert 200 sont assemblés à l'OGV 30, seul l'un desdits inserts peut être prévu. Comme exposé précédemment, la présence d'un seul desdits inserts 100, 200 renforce déjà considérablement la tenue de l'OGV en cas de déplacement relatif imposé par rapport au carter 24, 26.

[0082] De fait, l'utilisation du premier et/ou du deuxième insert permet d'accommoder des déplacements différentiels de l'ordre de la dizaine de millimètres sans rupture, tandis qu'une OGV identique sans un tel insert ne résistait auparavant qu'à des déplacements de l'ordre du millimètre.

[0083] Dans le cas d'une utilisation comme interface entre une OGV et un carter de turbomachine, les premier et deuxième inserts 100, 200 peuvent être en métal ou en alliage métallique, par exemple en TÏ6AI4V. Plus généralement, les matériaux des premier et deuxième inserts 100, 200 peuvent avoir tout ou partie des caractéristiques suivantes :

- module de Young supérieur ou égal à 73 gigaPascal (GPa), de préférence supérieur ou égal à 105 GPa ;

- masse volumique comprise entre 2800 et 8200 kilogrammes par mètre cube (kg/m³) ;

- contrainte de rupture en tension supérieure ou égale à 500 mégaPascal (MPa) ;

- résistance spécifique (rapport de la résistance sur la masse volumique) supérieure ou égale à 0,145 MPa.m³/kg, de préférence supérieure ou égale à 0,2 MPa.m³/kg ;

- élongation spécifique de rupture en tension supérieure ou égale à 14% ;

- coefficient de dilatation thermique du même ordre de grandeur que le coefficient de dilatation thermique du composant (ici de l'OGV 30), c'est-àdire multiplié ou divisé au plus par un facteur 10, ce qui permet de réduire le jeu et les contraintes thermiques entre l'insert et le composant. Selon un exemple, le coefficient de dilatation thermique de l'insert peut être inférieur ou égal à 10xl0’⁶/°C, le coefficient de dilatation thermique du composant étant généralement faible.

[0084] La fixation d'une OGV 30, formant composant, sur un carter 24, 26 de turbomachine, formant support, n'est qu'un exemple de mise en œuvre des premier et deuxième inserts 100, 200. En particulier, le rôle et les caractéristiques du support et du composant peuvent être intervertis.

[0085] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (10)

1. Insert (200) pour la fixation d'un composant (30) sur un support (24) de turbomachine, l'insert (200) étant configuré pour être assemblé au composant (30) et au support (24) et comprenant une douille (210) configurée pour recevoir un organe de fixation (40), la douille (210) comprenant une première paroi (214) tubulaire et une deuxième paroi (216) agencée autour d'au moins une partie de la première paroi (214), la deuxième paroi (216) ayant une première extrémité (216a) raccordée à la première paroi (114) et une deuxième extrémité (216b) libre.

2. Insert (200) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième paroi (216) est à distance de la première paroi (214).

3. Insert (200) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les première et deuxième parois (214, 216) sont en vis-à-vis dans une direction transverse (R).

4. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la deuxième paroi (216) est tubulaire.

5. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant au moins une ailette (220) faisant saillie transversalement de la première paroi (214) et dans lequel la deuxième paroi (216) fait saillie de l'ailette (220) dans une direction axiale (X) de la douille (210).

6. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant deux ailettes (220).

7. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, en section transversale, l'ailette (220) s'étend circonférentiellement entre deux droites (Dl, D2) parallèles entre elles et définissant un plan transverse.

8. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un congé (230) est ménagé entre la première paroi (214) et la deuxième paroi (216), à la première extrémité (216a) de la deuxième paroi.

9. Insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la douille (210) comprend une base (212) de laquelle la première paroi tubulaire (214) fait saillie axialement, un congé (232) étant ménagé entre la première paroi (214) et la base (212).

10. Ensemble pour turbomachine comprenant un composant (30), tel qu'une aube de turbomachine, et un insert (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, l'insert (200) étant assemblé au composant (30).