[发明专利]通过三维编织方法编织的单件的纤维坯件用于制备涡轮发动机风扇的用复合材料制成的封闭盒结构平台

说明书

背景技术

本发明涉及通过三维(3D)编织制造纤维坯件的通常领域，所述纤维坯件用于航空涡轮发动机风扇的由复合材料制造的叶片平台。

用于涡轮发动机的风扇叶片平台，特别地用于涡轮喷气发动机，被布置在风扇叶片之间以在风扇的进气锥中延伸。它们特别地用于限定进入风扇的环形进气通道内侧，所述通道通过外壳被限定在外侧上。

已知借助于复合材料用于制造航空涡轮发动机的各种部件。因此，可通过制造纤维预制件并用基质增密该预制件而获得复合材料部件。在预期的应用中，预制件可由玻璃纤维，碳纤维或陶瓷纤维制成，并且基质可用由有机材料(聚合物)，碳或陶瓷制成。

对于呈现相对复杂的几何形状的部件，还已知的是通过3D或多层编织制造纤维坯件单件或纤维结构单件，并将纤维结构成形以获得具有接近于需要制成的部件的形状的纤维预制件。

因此已经提出建议使用三维编织制造平台的π形截面的纤维预制件。包括一个底座和两个支架的这种带有π形截面的平台形成了从底座表面延伸以及用于加强平台的加强肋，以避免平台在由风扇的旋转速度所产生的离心力下的任何运动。

对于这种平台，已经发现的是，仅仅存在加强肋并不总给出足够强度的抗离心力。因此已经发现有必要在加强肋的自由端之间增加一个壁，以在平台的底座下形成封闭的盒结构，以加强其强度。不幸地，这意味着在平台预制件的加强肋上提供覆盖物，由于所涉及纤维的尺寸，该操作很难实施。因此，该操作很容易导致不合格的部件。

发明目的和内容

因此本发明的一个目的是通过三维编织提供单件的纤维坯件，该纤维坯件用于涡轮发动机风扇的用复合材料制成的封闭盒结构平台。

在本发明的第一方面，由通过三维编织单件的纤维坯件实现了该目的，所述纤维坯件具有相对的表面并具有：

第一部分、第二部分和第三部分，每个部分都包括多个纬纱层以及每个部分都在其相对表面之间形成所述纤维坯件厚度的一部分，所述纤维坯件的纬纱成列布置，每列纬纱在三个部分内均有分布；

在所述纤维坯件的每个平面内，一组经纱与所述第一部分、所述第二部分以及所述第三部分的纬纱层互连，同时形成：

封闭非互连区域沿经纱方向在非互连上游界限和非互连下游界限之间的所述纤维坯件的尺寸的一个片段上将所述第二部分与所述第一部分分离；以及

至少一个开口非互连区域沿经纱方向从非互连界限到所述纤维坯件的下游边缘的所述纤维坯件的尺寸的一个片段上将所述第三部分与所述第二部分分离；

一个或多个第一经纱，该一个或多个第一经纱与邻近所述封闭非互连区域的所述纤维坯件的第一部分内的纬纱层互连，以及在所述封闭非互连区域之前和之后与所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连；

一个或多个第二经纱，该一个或多个第二经纱与邻近所述开口非互连区域的所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连，以及在所述封闭非互连区域之前和之后与所述纤维坯件的第一部分内的纬纱层互连；

一个或多个第三经纱，该一个或多个第三经纱与邻近所述开口非互连区域的所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连，以及在所述开口非互连区域之前与所述纤维坯件的第三部分内的纬纱层互连；以及

一个或多个第四经纱，该一个或多个第四经纱与邻近所述开口非互连区域的所述纤维坯件的第三部分内的纬纱层互连，以及在所述开口非互连区域之前与所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连。

这种三维编织可以制造用于制备平台的纤维坯件单件，所述平台在平台的底座下具有封闭盒结构，所述盒结构用于限定进入风扇的环形进气通道的内侧。

在一个实施方式中，所述纤维坯件进一步包括一个或多个第五经纱，所述一个或多个第五经纱在封闭非互连区域之前以及邻近所述封闭非互连区域与所述纤维坯件的第一部分内的纬纱层互连，以及在所述封闭非互连区域之后与所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连；以及一个或多个第六经纱，所述一个或多个第六经纱在所述封闭非互连区域之前以及邻近所述封闭非互连区域与所述纤维坯件的第二部分内的纬纱层互连，以及在所述封闭非互连区域之后与所述纤维坯件的第一部分内的纬纱层互连。

所述第五经纱和第六经纱的路径有益地在至少一个过渡区域中交叉，所述过渡区域在所述纤维坯件内从所述封闭非互连区域的下游界限延伸，所述过渡区域在经纱方向延伸的距离大于相邻纬纱列之间的步距。这种交叉加强了所述封闭非互连区域的下游界限并可导致纱线上的更少压力，同时展开与所述封闭非互连区域相邻的所述纤维坯件的一部分。

所述开口非互连界限区域的非互连界限在经纱方向可位于所述封闭非互连区域的上游和下游界限之间。