[发明专利]一种内置排骨架式气动阻尼的叶片

摘要

本发明公开了一种内置排骨架式气动阻尼的叶片结构，该叶片由叶身和榫头构成，其中，叶身包括有叶背侧壁、叶盆侧壁、前缘、后缘、A吸振板、B吸振板、C吸振板、A支撑肋和B支撑肋；叶背侧壁与叶盆侧壁安装在前缘与后缘之间，且叶背侧壁与叶盆侧壁之间有一流道；B吸振板安装在A支撑肋和B支撑肋之间，A支撑肋的另一侧的安装槽内安装有A吸振板，B支撑肋的另一侧的安装槽内安装有C吸振板，从而形成排骨架式气动阻尼结构；排骨架式气动阻尼结构安装在叶背侧壁与叶盆侧壁形成的流道内。本发明叶片结构设计可以在很宽的频域范围内吸收叶身翼面的振动能量，降低叶身的振动应力水平，从而解决了由于叶片模态密集而无法避开共振所导致的叶片高循环疲劳失效问题。

主权项

1.一种内置排骨架式气动阻尼的叶片，其特征在于：该叶片是由叶身和榫头(3)构成，其中，叶身包括有叶背侧壁(1)、叶盆侧壁(2)、前缘(4)、后缘(5)、A吸振板(11)、B吸振板(12)、C吸振板(13)、A支撑肋(21)和B支撑肋(22)；A支撑肋21与B支撑肋22的结构相同；叶背侧壁(1)是一个具有一定扭角β＝20°～40°和第一弯角θ₁的薄壳；第一弯角θ₁的范围应当满足θ_1min表示第一弯角θ₁取最小角度值，θ_1max表示第一弯角θ₁取最大角度值；叶盆侧壁(2)是一个具有一定扭角β＝20°～40°和第二弯角θ₂的薄壳；第二弯角θ₂的范围应当满足θ_2min表示第二弯角θ₂取最小角度值，θ_2max表示第二弯角θ₂取最大角度值；榫头(3)上设有流道(31)，榫头(3)的底板面(32)的一端设有插槽(34)，另一端设有卡槽(33)；前缘(4)是一个具有一定扭角β＝20°～40°和弧形端(404)的楔形块；所述弧形端(404)的半径r₄满足0.1852×L，L表示CD连线的长度；后缘(5)是一个具有一定扭角β＝20°～40°和弧形端(504)的楔形块；所述弧形端(504)的半径r₅满足0.197×L，L表示CD连线的长度；A支撑肋(21)为一个具有一定扭角β＝20°～40°的工字梁结构，A支撑肋(21)的A安装槽(213)内安装有A吸振板(11)的一侧壁，A吸振板(11)的另一侧壁安装在后缘(5)上；B安装槽(214)内安装有B吸振板(12)的一侧壁，B吸振板(12)的另一侧壁安装在B支撑肋(22)的C安装槽(223)内；B支撑肋(22)为一个具有一定扭角β＝20°～40°的工字梁结构，B支撑肋(22)的C安装槽(223)内安装有B吸振板(12)的另一侧壁；D安装槽(224)内安装有C吸振板(13)的一侧壁，C吸振板(13)的另一侧壁安装在前缘(4)上；A吸振板(11)是一个具有一定扭角β＝20°～40°的薄板，A吸振板(11)根据A吸振板的阻尼比进行A节流孔(113)的设置；A吸振板的阻尼比其中，K(ε)＝4ε²-ε⁴-4lnε-3，μ表示气体粘性阻尼系数；A₁₁表示A吸振板11的表面积；H₁₁表示A吸振板11的厚度；r₁₁表示A节流孔113的半径；r_a表示相邻两个A节流孔113的孔心距离的一半；ρ₁₁表示A吸振板11所选取材料的密度；E₁₁表示A吸振板11所选取材料的弹性模量；B吸振板(12)是一个具有一定扭角β＝20°～40°的薄板，B吸振板(12)根据B吸振板的阻尼比进行B节流孔(123)的设置；B吸振板的阻尼比其中，K(ε)＝4ε²-ε⁴-4lnε-3，μ表示气体粘性阻尼系数；A₁₂表示B吸振板12的表面积；H₁₂表示B吸振板12的厚度；r₁₂表示B节流孔123的半径；r_b表示相邻两个B节流孔123的孔心距离的一半；ρ₁₂表示B吸振板12所选取材料的密度；E₁₂表示B吸振板12所选取材料的弹性模量；C吸振板(13)是一个具有一定扭角β＝20°～40°的薄板，C吸振板(13)根据C吸振板的阻尼比进行C节流孔(133)的设置；C吸振板的阻尼比其中，K(ε)＝4ε²-ε⁴-4lnε-3，μ表示气体粘性阻尼系数；A₁₃表示C吸振板13的表面积；H₁₃表示C吸振板13的厚度；r₁₁表示C节流孔133的半径；r_c表示相邻两个C节流孔133的孔心距离的一半；ρ₁₃表示C吸振板13所选取材料的密度；E₁₃表示C吸振板13所选取材料的弹性模量；叶背侧壁(1)与叶盆侧壁(2)相对放置，前缘(4)与后缘(5)相对放置，然后将叶背侧壁(1)与叶盆侧壁(2)安装在前缘(4)与后缘(5)之间，且叶背侧壁(1)与叶盆侧壁(2)之间形成一流道腔体；三块吸振板分别通过两个支撑肋连接形成排骨架式气动阻尼结构；将所述排骨架式气动阻尼结构置于所述流道腔体中进行装配构成了叶片的叶身；所述叶身安装在榫头(3)的流道(31)中；所述流道腔体被所述排骨架式气动阻尼结构分隔成六个气腔，即A吸振板(11)与叶背侧壁(1)之间有A气腔(111)，A吸振板(11)与叶盆侧壁(2)之间有B气腔(112)；B吸振板(12)与叶背侧壁(1)之间有C气腔(121)，B吸振板(12)与叶盆侧壁(2)之间有D气腔(122)；C吸振板(13)与叶背侧壁(1)之间有E气腔(131)，C吸振板(13)与叶盆侧壁(2)之间有F气腔(132)；A气腔(111)和B气腔(112)与A吸振板(11)上的A节流孔(113)的配合形成第一个局部阻尼结构；C气腔(121)和D气腔(122)与B吸振板(12)上的B节流孔(123)的配合形成第二个局部阻尼结构；E气腔(131)和F气腔(132)与C吸振板(13)上的C节流孔(133)的配合形成第三个局部阻尼结构。