[发明专利]一种测试风扇叶片榫头强度的试验件

说明书

本发明提供一种测试风扇叶片榫头强度的试验件，所述试验件包括榫头和由所述榫头顶部向上延伸的伸根段，所述伸根段和所述榫头根据风扇叶片的制造工艺一体制成，所述榫头与所述风扇叶片的榫头结构一致，在所述试验件横向截面内，所述伸根段与榫头截面中心线呈一夹角，所述夹角与所述风扇叶片的待测位置相关，以使得所述试验件失效模式和对应应力分量分布与所述风扇叶片的待测位置处的失效模式和对应应力分量分布一致。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种测试风扇叶片榫头强度的试验件。

背景技术

涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种，在航空领域有着广泛的应用。

在大涵道比涡轮风扇发动机中，复合材料风扇叶片榫头将风扇叶片承受的离心载荷和气动载荷传递给轮盘，是复合材料风扇叶片的重要组成部分。复合材料风扇叶片的榫头在工作状态下，所受的载荷较为复杂，也是叶片上承受载荷最大的部位，其疲劳性能直接关系到复合材料风扇叶片的寿命。

目前国内尚无成熟复合材料风扇叶片应用到航空发动机中，在设计研发过程中，为了满足榫头部位的低周疲劳强度要求，常规做法是通过整个风扇叶片进行试验验证，这样导致试验费用高、研制周期长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试风扇叶片榫头强度的试验件，该试验件结构简单，制造方便，尺寸较风扇叶片大幅减小，进而使得试验能够更加快速、简便地完成，进一步降低试验成本。

根据上述目的，本发明提供一种测试风扇叶片榫头强度的试验件，其特征在于，所述试验件包括榫头和由所述榫头顶部向上延伸的伸根段，所述伸根段和所述榫头根据风扇叶片的制造工艺一体制成，所述榫头与所述风扇叶片的榫头结构一致，在所述试验件的垂直于发动机轴线的截面内，所述伸根段与榫头截面中心线呈一夹角，所述夹角与所述风扇叶片的待测位置相关，以使得所述试验件的失效模式和对应应力分量分布与所述风扇叶片的待测位置处的失效模式和对应应力分量分布一致。

在一实施例中，所述试验件还包括：夹持机构，用于夹持所述伸根段上部，以实现能够通过对所述夹持机构施加力，进而对所述试验件施加力。

在一实施例中，在所述垂直与发动机轴线的截面内，所述夹持机构的截面中心线与所述榫头的截面中心线保持一致。

在一实施例中，所述夹持机构的高度为所述试验件高度的30％～50％。

在一实施例中，所述夹持机构的高度为所述试验件高度的40％。

在一实施例中，所述试验件的高度大于所述风扇叶片的流道线在所述风扇叶片上的高度。

在一实施例中，所述伸根段和所述榫头根据风扇叶片的铺层制造工艺一体制成。

在一实施例中，所述伸根段和所述榫头根据风扇叶片的编织制造工艺一体制成。

在一实施例中，所述风扇叶片的待测位置处为风扇叶片的前缘。

在一实施例中，所述风扇叶片的待测位置处为风扇叶片的尾缘。

如上所述本发明提供了一种测试风扇叶片榫头强度的试验件，其能保持与风扇叶片待测位置处的失效模式和对应应力分量分布一致，其体积小、制造简单，进而降低了试验成本。

附图说明

图1示出了传统的航空发动机的风扇布局结构的示意图；

图2示出了风扇叶片与风扇盘的连接方式；

图3示出了风扇叶片的立体示意图；

图4示出了风扇叶片榫头的放大图；

图5示出了本发明一个方面的测试风扇叶片榫头强度的试验件的示意图；