[发明专利]对涡轮发动机的转子轮的复合材料叶片的轮廓进行优化的方法及具有被补偿的柄的叶片

权利要求书

1.对用于涡轮发动机的转子轮的复合材料叶片的轮廓进行优化的方法，所述叶片包括翼面，该翼面由沿着所述轮的径向方向堆叠的多个叶片部分，安装在所述轮的盘上并由柄延伸的根部，以及位于所述柄和所述翼面之间的内部平台组成，所述根部通过颈部连接至所述柄，所述方法的特征在于其包括以下步骤：

对所述叶片翼面进行补偿的步骤，该步骤包括将所述翼面分割为薄片（E110），每个所述薄片限定在底部部分和顶部部分之间，以及，对于每个所述翼面薄片以及所述轮盘的预定旋转速度，计算所述薄片所承受的离心力（E120），计算作用在所述薄片的所述底部部分上的空气动力的力矩（E130），以及计算位移值（E140），该位移值沿着切线方向和纵向方向应用至所述薄片的重心，以抵消作用在所述薄片的所述底部部分上的所述空气动力的力矩；以及

对所述叶片柄进行补偿的步骤，该步骤包括计算位于所述叶片的所述颈部之上的部分所承受的离心力（E200），该部分由所述翼面，内部平台以及柄组成，计算作用在所述叶片的所述柄的底部部分上的空气动力的力矩（E210），及计算位移值（E220），该位移值沿着切线方向和纵向方向应用至所述叶片柄的重心，以抵消作用在所述叶片柄的所述底部部分上的所述空气动力的力矩。

2.如权利要求1所述的方法，其中应用至所述翼面薄片的重心以及应用至所述叶片柄的所述位移值在所述叶片的整个高度上进行平滑处理（E160）

3.如权利要求1或2所述的方法，其中翼面薄片所承受的离心力(F_C)由以下公式提供：

F_C=M_T×R_COG×ω²

其中，M_T是所述翼面薄片的质量；R_COG是所述盘的旋转轴和所述翼面薄片的重心之间的距离，ω是以预定速度运行的所述盘的旋转速度。

4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其中应用至翼面薄片的重心的位移值(δ_X，δ_Y)由以下公式提供：

δ_X=M_Y-faero/F_C

δ_Y=M_X-faero/F_C

其中，M_X-faero是沿纵向方向作用在所述薄片的底部部分上的空气动力的力矩的分量；M_Y-faero是沿切线方向作用在所述薄片的底部部分上的空气动力的力矩的分量。

5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其中应用至翼面薄片的重心的位移值(δ′_X，δ′_Y)由以下公式提供：

δ′_X=M′_Y-faero/F′_C

δ′_Y=M′_X-faero/F′_C

其中，M′_X-faero是沿纵向方向作用在所述叶片柄的底部部分上的空气动力的力矩的分量；M′_Y-faero是沿切线方向作用在所述叶片柄的底部部分上的空气动力的力矩的分量。

6.如权利要求1至5任意一项所述的方法，其中所述叶片还包括临近所述翼面的自由端的外部平台，所述对所述柄进行补偿的步骤应用至所述叶片的一部分，该部分由所述叶片的翼面，内部平台，柄以及外部平台组成。

7.如权利要求1至6任意一项所述的方法，其中，在所述对所述叶片翼面进行补偿的步骤中，所述翼面被分割为10个薄片，每个所述薄片占所述翼面的总高度的10%。

8.用于涡轮发动机的转子轮的复合材料叶片，该叶片包括翼面，该翼面由沿着所述轮的径向方向堆叠的多个叶片部分，安装在所述轮的盘上并由柄延伸的根部，以及位于所述柄和所述翼面之间的内部平台组成，所述根部通过颈部连接至所述柄，所述叶片的特征在于，在（O，X，Y，Z）正交参照系中，所述叶片柄的重心的坐标由以下公式提供：

D′_X=D_X+δ′_X

D′_Y=D_Y+δ′_Y

D′_Z=D_Z

其中：

D_X，D_Y，及D_Z为所述叶片柄的重心的未补偿的坐标；以及

δ′_X和δ′_Y为对所述柄的补偿值，由以下公式提供：

δ′_X=M′_Y-faero/F′_C

δ′_Y=M′_X-faero/F′_C

其中，M′_X-faero是沿纵向方向（X）作用在所述叶片柄的底部部分上的空气动力的力矩的分量；以及

M′_Y-faero是沿切线方向（Y）作用在所述叶片柄的底部部分上的空气动力的力矩的分量。