[实用新型]芯板、叶片以及用于航空发动机的空心风扇

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种芯板、一种设置该芯板的叶片以及一种设置该叶片的用于航空发动机的空心风扇。

背景技术

大涵道比风扇叶片是大型客机（简称大客）发动机的关键部件。传统的实心风扇叶片重量大、离心力大、颤振和振动等问题突出，已无法满足大客发动机的设计和低油耗的要求。钛合金宽弦空心风扇叶片是目前国际大涵道比涡扇发动机的典型结构之一。

如图1和图2所示，现有的钛合金宽弦空心风扇叶片采用先进的超塑成形/扩散连接工艺(SPF/DB)制造的，其突出优点是结构整体性好，所有的连接界面都是热扩散连接而构成的整体结构，所以叶片重量更轻、成本更低。扩散连接（或称：热扩散连接）是指相互接触的材料表面，在高温和压力的作用下，在接触表面相互靠近，局部发生塑性变形，原子间相互扩散，在界面形成新的扩散层，从而形成可靠的连接接头。超塑成形是利用金属在一定的温度范围和一定的组织条件下(微细晶粒或相变过程），以很低的应变速率进行变形时，所呈现的变形抗力小和应变特大的一种特性所形成的一种加工工艺。

现有技术中，空心风扇叶片的生产工艺流程主要是：预先加工一层等厚度芯板和两层面板，先在中间芯板上按一定图形喷涂止焊剂，然后将芯板与两层面板用氩弧焊焊接缝边(留有进气口)，再将焊好的三层板放入扩散连接设备中进行热扩散连接，连接完成后，在扭转设备中完成榫头压弯、叶身扭转，接着将成形后的零件放入超塑成型设备中并与模具定位，再向三层板内吹入一定压力的氩气，进行超塑成形。当两层面板在超塑状态下进行拉伸和扭曲变形，中间芯板便会延展变形最终形成筋格结构。

现有技术至少存在以下技术问题：

1、扩散连接焊形成的焊缝强度低于材料基体强度，这会造成叶片整体强度降低；

2、空心风扇叶片受冲击时前缘或尾缘焊缝处容易发生开裂现象；

3、高频振动载荷下焊缝处极易疲劳失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种芯板、一种设置该芯板的叶片以及一种设置该叶片的用于航空发动机的空心风扇。解决了现有技术存在叶片强度较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的芯板，包括板状的芯板本体，其中：

所述芯板本体包括位置相反的第一侧面以及第二侧面，所述第一侧面以及所述第二侧面至少其中之一上设置有至少一个凸起部。

在一个实施例中，所述凸起部具有与所述第一侧面或所述第二侧面相垂直的横截面，且所述凸起部的横截面呈矩形、梯形、三角形或曲线形。

在一个实施例中，所述第一侧面以及所述第二侧面上均设置有所述凸起部，且两个以上个所述凸起部均匀分布于所述第一侧面以及所述第二侧面上。

在一个实施例中，所述第一侧面上设置的所述凸起部的外凸方向与所述第二侧面上设置的所述凸起部的外凸方向相反。

本实用新型提供的叶片，包括外壳以及本实用新型任一技术方案提供的芯板，其中：

所述外壳包括第一壳体以及第二壳体，所述芯板介于所述第一壳体与所述第二壳体之间；

所述第一壳体与所述第二壳体至少其中之一的内侧设置有凹凸面，所述凸起部嵌于所述凹凸面的凹入部分内且与所述凹入部分的内表面之间热扩散连接。

在一个实施例中，所述凹凸面的外凸部分嵌于相邻的两个所述凸起部之间，所述凹凸面的外凸部分与相邻的两个所述凸起部热扩散连接，且所述凹凸面的外凸部分与相邻的两个所述凸起部之间的所述第一侧面或所述第二侧面热扩散连接。

在一个实施例中，所述凹凸面的凹入部分的横截面、所述凹凸面的外凸部分的横截面以及所述凸起部的横截面三者为相似形。

在一个实施例中，所述凸起部以及所述凹凸面至少其中之一为切削加工而成。

在一个实施例中，所述外壳为所述叶片的前缘或尾缘。

本实用新型提供的用于航空发动机的空心风扇，包括本实用新型任一技术方案提供的所述的叶片。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：