申请/专利权人：古德里奇公司

申请日：2018-10-18

公开（公告）日：2021-06-08

公开（公告）号：CN109681467B

主分类号：F04D29/38(20060101)

分类号：F04D29/38(20060101);F04D29/66(20060101);F01D5/14(20060101);F01D5/16(20060101);F01D5/28(20060101)

优先权：["20171018 US 15/787450"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.06.08#授权;2020.05.15#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要：燃气涡轮发动机的叶片可以包括腔，所述腔至少部分地由叶片的第一内表面和叶片的第二内表面限定。第一肋和第二肋可以从第一内表面延伸。第三肋可以从第二内表面延伸并且可以位于第一肋和第二肋之间。隔板肋可以横穿腔并且可以将腔分成径向向内部分和径向向外部分。粘弹性材料可以设置在腔的径向向内部分中。

主权项：1.一种叶片，其包括：叶片主体，所述叶片主体包括：腔，所述腔至少部分地由所述叶片主体的第一内表面和所述叶片主体的与所述叶片主体的所述第一内表面相对的第二内表面限定；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第一肋；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第二肋；从所述叶片主体的所述第二内表面延伸的第三肋；其中所述第三肋位于所述第一肋和所述第二肋之间；和横穿所述腔的隔板肋，其中所述隔板肋将所述腔的径向向内部分与所述腔的径向向外部分分开；和设置在所述腔的所述径向向内部分中的粘弹性材料。

全文数据：具有阻尼结构的叶片技术领域本公开涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及具有阻尼结构的风扇叶片。背景技术燃气涡轮发动机典型地包括风扇部段、压缩机部段、燃烧器部段和涡轮部段。风扇部段可以沿着涵道流动路径驱动空气，而压缩机部段可以沿着核心流动路径驱动空气。通常，在操作期间，空气在压缩机部段中被加压并在燃烧器部段中与燃料混合并燃烧以产生热燃烧气体。热燃烧气体流过涡轮部段，涡轮部段从热燃烧气体中提取能量来为压缩机部段和其他燃气涡轮发动机负载提供动力。压缩机部段通常包括低压压缩机和高压压缩机，并且涡轮部段包括低压涡轮和高压涡轮。风扇部段、压缩机部段和涡轮部段通常包括一系列转子系统。转子系统通常包括盘和多个周向间隔开的叶片。空心叶片可有利地减小与较大叶片相关联的重量。为了增加空心叶片的强度，一系列肋可以在叶片的相对内表面之间延伸。在各种操作频率下，由于叶片结构的固有共振模式，叶片可能经历增加的振动和或叶片颤振。增加的振动和或叶片颤振可能导致叶片疲劳增加和或噪声增加。发明内容根据各种实施方案，本文描述了叶片。叶片可以包括叶片主体。叶片主体可以包括腔，所述腔至少部分地由叶片主体的第一内表面和叶片主体的与叶片主体的第一内表面相对的第二内表面限定。叶片主体还可以包括从叶片主体的第一内表面延伸的第一肋、从叶片主体的第一内表面延伸的第二肋、以及从叶片主体的第二内表面延伸的第三肋。第三肋可以位于第一肋和第二肋之间。叶片主体还可以包括横穿腔的隔板肋。隔板肋可以将腔的径向向内部分与腔的径向向外部分分开。粘弹性材料可以设置在腔的径向向内部分中。在各种实施方案中，第一肋和第二肋可以在第二内表面之前终止，并且第三肋可以在第一内表面之前终止。第一肋、第二肋和第三肋可以在隔板肋的径向内侧。在各种实施方案中，叶片主体还可以包括接触第一内表面和第二内表面的第四肋。第四肋可以在隔板肋的径向外侧。在各种实施方案中，叶片主体还可以包括接触第一内表面和第二内表面的第四肋。第四肋可以在隔板肋的径向内侧。在各种实施方案中，腔可以包括从叶片主体的径向面向外侧的内表面延伸到叶片主体的径向面向内侧的内表面的长度。从叶片主体的径向面向外侧的内表面延伸到隔板肋的距离可以在腔的长度的15%和45%之间。在各种实施方案中，叶片主体还可以包括从叶片主体的第一内表面延伸的第四肋、从叶片主体的第一内表面延伸的第五肋、以及从叶片主体的第二内表面延伸的第六肋。第六肋可以位于第四肋和第五肋之间。在各种实施方案中，沿着叶片的弦测量的第一肋和第二肋之间的第一距离可以小于沿着叶片的弦测量的第一肋和第四肋之间的第二距离。在各种实施方案中，沿着叶片的弦测量的第一肋和第三肋之间的第一距离可以小于沿着叶片的弦测量的第一肋和第六肋之间的第二距离。还提供了燃气涡轮发动机的风扇部段。风扇部段可以包括被配置成围绕轴线旋转的风扇盘以及联接到风扇盘的叶片。叶片可以包括腔，所述腔至少部分地由叶片的第一内表面和叶片的与叶片的第一内表面相对的第二内表面限定。叶片还可以包括从叶片的第一内表面延伸的第一肋、从叶片的第二内表面延伸的第二肋、和设置在腔中位于第一肋和第二肋之间的粘弹性材料以及第三肋。在各种实施方案中，第一肋可以在叶片的第二内表面之前终止，并且第二肋可以在叶片的第一内表面之前终止。叶片还可以包括横穿腔的隔板肋。第一肋和第二肋可以位于隔板肋的径向内侧。在各种实施方案中，腔可以包括从叶片的径向面向内侧的内表面延伸到叶片的径向面向外侧的内表面的长度，并且从叶片的径向面向外侧的内表面延伸到隔板肋的距离可以在腔的长度的15%和45%之间。在各种实施方案中，叶片还可以包括接触第一内表面和第二内表面的第三肋。在各种实施方案中，叶片还可以包括从第一内表面延伸的第三肋。第二肋可以位于第一肋和第三肋之间。叶片还可以包括从叶片的第一内表面延伸并且邻近第一肋定位的第四肋、从叶片的第一内表面延伸的第五肋、以及从第二肋的第二内表面延伸的第六肋。第六肋可以位于第四肋和第五肋之间。沿着叶片的弦测量的第一肋和第三肋之间的第一距离可以小于沿着叶片的弦测量的第一肋和第四肋之间的第二距离。还提供了一种制造用于燃气涡轮发动机的风扇叶片的方法。该方法可以包括形成叶片主体、将粘弹性材料沉积到腔的径向向内部分中、以及固化粘弹性材料。叶片主体可以包括腔，所述腔至少部分地由叶片主体的第一内表面和叶片主体的第二内表面限定。叶片主体还可以包括从叶片主体的第一内表面延伸的第一肋、从第二内表面延伸的第二肋、以及横穿腔的隔板肋。隔板肋可以将腔的径向向内部分与腔的径向向外部分分开。在各种实施方案中，固化粘弹性材料可以包括加热叶片主体。在各种实施方案中，第一肋可以在第二内表面之前终止。第二肋可以在第一内表面之前终止。在各种实施方案中，将粘弹性材料沉积到腔的径向向内部分中可以包括形成从叶片的根部延伸到腔的通道，以及通过通道沉积粘弹性材料。除非另外明确指出，否则前述特征和元件可以各种组合进行组合，而不具有排他性。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更为明显。然而，应该理解的是，以下描述和附图旨在在本质上是示例性的而非限制性的。附图说明在本说明书结尾部分中特别指出并且明确要求保护本公开的主题。然而，当结合附图考虑时，可通过参考详细描述和权利要求书来更好地获得对本公开的更为完整的理解，其中相同的参考数字表示相同元件。图1示出了根据各种实施方案的示例性燃气涡轮发动机的横截面图；图2示出了根据各种实施方案的示例性叶片；图3A和图3B示出了根据各种实施方案的从叶片的相对内表面延伸的肋；图4A示出了根据各种实施方案的沿图2的线4A-4A截取的叶片的横截面图；图4B示出了根据各种实施方案的沿图2的线4B-4B截取的叶片的横截面图；图5示出了根据各种实施方案的沉积到叶片中的粘弹性材料；图6A示出了根据各种实施方案的其中沉积有粘弹性材料的叶片；图6B示出了根据各种实施方案的沿图6A的线6B-6B截取的具有粘弹性材料的叶片的横截面图；图6C示出了根据各种实施方案的沿图6A的线6C-6C截取的具有粘弹性材料的叶片的横截面图；图6D示出了根据各种实施方案的具有粘弹性材料的叶片的横截面图；图7示出了根据各种实施方案制造具有阻尼结构的叶片的方法；图8A和图8B示出了根据各种实施方案的叶片的径向向内看的横截面图；和图9A和图9B分别示出了根据各种实施方案的叶片的径向向内看的横截面图和其中沉积有粘弹性材料的叶片的径向向外看的横截面图。具体实施方式可组合本文所公开的所有范围和比率极限。应该理解的是，除非另外特别说明，对“一个”、“一种”和或“该所述”的引用可以包括一个或多于一个，并且对单数形式的项的引用还可以包括复数形式的项。本文各种实施方案的详细描述参考附图，所述附图以图示说明方式示出了各种实施方案。虽然对这些各种实施方案进行了足够详细的描述，以使本领域的技术人员能够实践本公开，但应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以认识到其他实施方案，并且可以作出逻辑、化学和机械变化。因此，本文所呈现的详细描述仅出于例示而非限制的目的。例如，方法或过程中的任一个中所叙述的步骤可按任何顺序执行而不一定限制于所给出的顺序。此外，对单数的任何引用包括复数实施方案，并且对超过一个部件或步骤的任何引用可以包括单数实施方案或步骤。另外，对附接、固定、连接等的任何引用可以包括永久的、可移除的、暂时的、部分的、全部的和或任何其他可能的附接选择。此外，对无接触或类似短语的任何引用还可以包括减少的接触或最小程度的接触。在整个附图中可使用交叉阴影线来表示不同部分，但不一定表示相同或不同材料。如本文所使用的，“向后”是指与飞行器的尾部例如，后端相关联的方向，或通常是指燃气涡轮的排气的方向。如本文所使用，“向前”是指与飞行器的机头例如，前端相关联的方向，或者通常是指飞行或运动的方向。如本文所用，“远侧”是指向外的方向或通常是指远离涡轮发动机的旋转轴线。如本文所用，“近侧”是指向内地方向，或通常是指朝向涡轮发动机的旋转轴线。在第二部件的“径向外侧”的第一部件意味着第一部件定位在更为远离燃气涡轮发动机的中心纵向轴线的距离处。在第二部件的“径向内侧”的第一部件意味着第一部件定位为比第二部件更为靠近发动机中心纵向轴线。术语“径向向外”和“径向向内”也可以相对于除发动机中心纵向轴线之外的参考使用。在各种实施方案中并且参考图1，提供了燃气涡轮发动机20。燃气涡轮发动机20为两线轴涡轮风扇，所述双线轴涡轮风扇通常并入风扇部段22、压缩机部段24、燃烧器部段26和涡轮部段28。除了其他系统或特征以外，替代性发动机还可以包括例如加力燃烧室部段。在操作中，风扇部段22可以沿涵道流动路径B驱动流体（例如，空气），而压缩机部段24可以沿着核心流动路径C驱动流体以用于压缩并且连通到燃烧器部段26中然后通过涡轮部段28膨胀。虽然在本文被描绘为涡轮风扇燃气涡轮发动机20，但应该理解的是，本文所描述的概念并不限制于与涡轮风扇一起使用，因为教导可应用于包括三线轴架构的其他类型的涡轮发动机。燃气涡轮发动机20通常包括低速线轴30和高速线轴32，所述低速线轴和高速线轴被安装以用于经由若干轴承系统38、38-1和38-2相对于发动机静态结构36或发动机外壳围绕发动机中心纵向轴线A’-A旋转。发动机中心纵向轴线A’-A在所提供的xyz轴上沿z方向定向。应该理解的是，可以替代地或另外地提供各种位置处的各种轴承系统38，包括例如轴承系统38、轴承系统38-1和轴承系统38-2。低速线轴30通常包括内轴40，所述内轴互连风扇42、低压压缩机44和低压涡轮46。内轴40可以通过齿轮传动架构48连接至风扇42，所述齿轮传动架构48以比低速线轴30更低的速度来驱动风扇42。齿轮传动架构48可以包括封闭在齿轮箱62内的齿轮组件60。齿轮组件60将内轴40联接到旋转风扇结构。高速线轴32包括外轴50，所述外轴互连高压压缩机52和高压涡轮54。燃烧器56位于高压压缩机52与高压涡轮54之间。发动机静态结构36的中涡轮框架57通常可位于高压涡轮54和低压涡轮46之间。中涡轮框架57可支撑涡轮部段28中的一个或多个轴承系统38。内轴40和外轴50可以是同心的并经由轴承系统38围绕发动机中心纵向轴线A’-A旋转，所述发动机中心纵向轴线A’-A与所述内轴和所述外轴的纵向轴共线。如本文所用，“高压”压缩机或涡轮经历比对应的“低压”压缩机或涡轮更高的压力。核心气流C可以通过低压压缩机44压缩，然后通过高压压缩机52压缩，在燃烧器56中与燃料混合并燃烧，然后通过高压涡轮54和低压涡轮46膨胀。涡轮46、54响应于膨胀而旋转地驱动相应的低速线轴30和高速线轴32。燃气涡轮发动机20可以是例如高涵道比齿轮传动飞行器发动机。在各种实施方案中，燃气涡轮发动机20的涵道比可大于约六（6）。在各种实施方案中，燃气涡轮发动机20的涵道比可大于十（10）。在各种实施方案中，齿轮传动架构48可以是行星齿轮系，例如星型齿轮传动系统（太阳齿轮与由托架支撑的并与齿圈啮合的多个星形齿轮啮合）或其他齿轮系统。齿轮传动架构48可具有大于约2.3的齿轮减速比，并且低压涡轮46可具有大于约五（5）的压力比。在各种实施方案中，燃气涡轮发动机20的涵道比大于约十（10:1）。在各种实施方案中，风扇42的直径可以明显大于低压压缩机44的直径，并且低压涡轮46可以具有大于约五（5:1）的压力比。低压涡轮46的压力比可以在低压涡轮46的入口之前测量，与在排气喷嘴之前的低压涡轮46的出口处的压力有关。然而，应该理解的是，上述参数是合适的齿轮传动架构发动机的各种实施方案的示例，并且本公开考虑了包括直接驱动涡轮风扇的其他燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可以包括工业燃气涡轮（IGT）或齿轮传动飞行器发动机，诸如齿轮传动涡轮风扇、或非齿轮传动飞行器发动机，诸如涡轮风扇，或可根据需要包括任何燃气涡轮发动机。风扇部段22、压缩机部段24和涡轮部段28可以各自包括转子系统，该转子系统包括具有一组或多组旋转叶片的叶片组件，该组叶片组件可围绕发动机中心纵向轴线A’-A旋转。风扇部段22可以包括风扇42，风扇42包括叶片组件100。叶片组件100可以包括联接到盘或风扇盘108的多个旋转叶片或风扇叶片102，盘或风扇盘108可以被配置成围绕发动机中心纵向轴线A’-A旋转。盘108可以以燃气涡轮发动机的旋转轴为中心，其中多个叶片102附接到盘108并且在周向方向或切向方向上间隔开。参考图2，更详细地示出了根据各种实施方案的用于燃气涡轮发动机的叶片102。叶片102可以包括叶片主体110，叶片主体110具有前缘120和后缘122。叶片102可以包括：毂端或根部124，其可附接到盘（例如，图1中的盘108）；以及径向外边缘或尖端126，其从根部124径向向外定位。前缘120和后缘122可以从根部124延伸到叶片102的尖端126，其中根部124相对于叶片主体110径向向内定位，并且尖端126相对于叶片主体110径向向外定位。叶片102还可以包括在相应的前缘120和后缘122处连接在一起的大致凹形的压力侧128和大致凸形的吸力侧130。叶片102可由钛、钛合金、铝、铝合金、复合材料或其他合适的结构材料制成。参考图3A和图3B，图3A示出了叶片102的第一内表面136的透视图，其中一部分吸力侧130被移除以示出叶片102的内部结构。图3B示出了叶片102的第二内表面138的透视图，其中一部分压力侧128被移除以示出叶片102的内部结构。在各种实施方案中，为了减小叶片102的重量，可以通过叶片主体110形成一个或多个腔134。腔134可以至少部分地由叶片主体110的第一内表面136和叶片主体110的与第一内表面136相对的第二内表面138限定。第一内表面136可以大致朝向第二内表面138定向。第一内表面136可以大致与叶片102的压力侧表面128相对。第二内表面138可大致与叶片102的吸力侧表面130相对。换句话说，叶片102的压力侧壁包括表面128和136，并且叶片102的吸力侧壁包括表面128和138。腔134可以进一步由叶片102的径向面向外侧的内表面160和叶片102的径向面向内侧的内表面162限定。径向面向外侧的内表面160可大致朝向径向面向内侧的内表面162定向。径向面向外侧的内表面160可以接近根部124定位。径向面向内侧的内表面162可以接近尖端126定位。因此，叶片102可以是空心或部分空心的空气动力学结构。叶片102可以包括隔板肋150。隔板肋150可以从第一内表面136延伸到第二内表面138。隔板肋150可以与第一内表面136和第二内表面138成一体。换句话说，隔板肋150可以连接到第一内表面136和第二内表面138。隔板肋150可以在轴向方向上从接近前缘120的区域延伸到接近后缘122的区域。隔板肋150可以横穿腔134。换句话说，隔板肋150可将腔134分成隔板肋150的径向向外的第一部分135和隔板肋150的径向向内的第二部分137。腔134包括从径向面向外侧的内表面160延伸到径向面向内侧的内表面162的长度L1。隔板肋150可以位于距径向面向外侧的内表面160的距离D1处。在各种实施方案中，距离D1在长度L1的5%和60%之间。在各种实施方案中，距离D1在长度L1的15%和45%之间。在各种实施方案中，距离D1在长度L1的25%和40%之间。叶片102可以包括从第一内表面136朝向第二内表面138延伸的多个第一肋140。叶片102还可以包括从第二内表面138朝向第一内表面136延伸的多个第二肋142。第一肋140和第二肋142可以位于腔134的径向向内部分137中（即，隔板肋150的径向内侧）。参考图4A，示出了沿着图2中的线4A-4A截取的叶片102的横截面的径向向内看的视图。图4A中所示的横截面图是隔板肋150的径向内侧。第一肋140可以在第二内表面138之前终止。换句话说，空间或间隙可位于第二内表面138和第一肋140之间。第二肋142可以在第一内表面136之前终止。换句话说，空间或间隙可位于第一内表面136和第二肋142之间。在各种实施方案中，第一肋140和第二肋142可以配置成使得每个第二肋142位于一对第一肋140之间。换句话说，第二肋142a可位于通道166a中，所述通道166a至少部分地由一对第一肋140a和第一内表面136限定。第二肋142b可位于通道166b中，所述通道166b至少部分地由一对第一肋140b和第一内表面136限定。第二肋142c可位于通道166c中，所述通道166c至少部分地由一对第一肋140c和第一内表面136限定。虽然示出了三组相对的肋（即，肋140a142a、肋140b142b和肋140c142c），但是腔134的径向向内部分137可以包括任何数量的相对的肋组。例如，叶片102可以包括一个相对的肋组（例如，肋140a142a）或叶片102可以包括例如五个相对的肋组。对相对的肋组的数量、相对的肋之间的间隔（例如，在第一肋140a和第二肋142a之间）、以及相邻的相对肋组之间的间隔（例如，肋140a142a和肋140b142b之间的间隔）的选择可以响应于重量约束、叶片102和或腔134的占地面积、叶片102的特定区域对选定操作频率下的振动的敏感性和或其他操作和制造问题而进行调谐。在各种实施方案中，参考图8A，叶片102可以包括一个或多个连接肋188。连接肋188可以与第一内表面136和第二内表面138成一体或以其他方式连接到第一内表面136和第二内表面138。连接肋188可位于腔134的径向向内部分137中。换句话说，连接肋188可位于隔板肋150（图3A）的径向内侧。返回到图4A，在各种实施方案中，第一肋140和第二肋142被配置成使相对的第一肋140和第二肋142之间的距离D4最小化。例如，第一肋140b和第二肋142b被配置成使第二肋142b与每个第一肋140b之间的距离D4最小化。在各种实施方案中，第一肋140a之间的距离（即，通道166a的宽度）可以小于沿着叶片102的弦测量的第一肋140a和相邻的第一肋140b之间的距离D2。沿着叶片102的弦测量的第二肋142b与每个第一肋140b之间的距离D4可以小于第一肋140a和相邻的第一肋140b之间的距离D2。沿着叶片102的弦测量的第二肋142b与每个第一肋140b之间的距离也可以小于沿着叶片102的弦测量的第二肋142a和142c之间的距离D3、以及第一肋140c和第二肋142之间的距离D5。换句话说，和与第一肋140相邻的第二相对的第二肋142（例如，第二肋142a）相比，第一肋140（例如，第一肋140c）可以更接近也与第一肋140相邻的第一相对的第二肋142（例如，第二肋142c）定位。使所选择的相对的肋140和142之间的距离最小化倾向于减小叶片102的振动，因为它减少了相对的肋之间的粘弹性材料的量或厚度，如下面进一步详细讨论的。参考图8B，在各种实施方案中，第一肋140和第二肋142可以配置成使得单个第一肋140接近单个第二肋142定位。例如，与相邻的第二肋142c相比，第一肋140a可以更接近相邻的第二肋142a定位。换句话说，第一肋140a和第二肋142a之间的距离D4小于第一肋140a和第二肋142c之间的距离D6。返回到图3A和图3B，叶片102还可以包括多个径向向外的肋144。径向向外的肋144可以位于腔134的径向向外部分135中（即，在隔板肋150的径向外侧）。参考图4B，示出了沿图2中的线4B-4B截取的叶片102的横截面的径向向内看的视图。图4B中所示的横截面图在隔板肋150的径向外侧。径向向外的肋144可以与第一内表面136和第二内表面138成一体或以其他方式连接到第一内表面136和第二内表面138。参考图3B和图4A，开口或通道170可以从叶片102的外部延伸到腔134的径向向内部分137。在各种实施方案中，可以形成为穿过根部124和径向面向外侧的内表面160的通道170。开口或通气孔172可以从叶片102的外部延伸到腔134的径向向内部分137。在各种实施方案中，可以形成为穿过根部124和径向面向外侧的内表面160的通气孔172。参考图5，沉积系统180可以将粘弹性材料182通过通道170沉积到腔134中。在沉积时，粘弹性材料182可以包括相对低的粘度，这允许粘弹性材料182流过通道170并围绕肋140和142，其中短暂参考图6A。隔板肋150可以用作水坝并且可以防止粘弹性材料182流入腔134的径向向外部分135。当粘弹性材料182沉积到腔134的径向向内部分137中时，空气可通过通气孔172离开腔134的径向向内部分137。结合地参考图5和图6B，第一肋140和第二内表面138之间的空间以及第二肋142和第一内表面136之间的空间与粘弹性材料182的低粘度相结合起来允许粘弹性材料182在第一肋140和第二肋142之间流动。换句话说，粘弹性材料182可以通过流过由第一肋140和第一内表面136限定的通道（例如，通道166a、166b和166c）而在前缘120和后缘122之间轴向流动。在各种实施方案中，粘弹性材料182可以包括粘弹性聚合物，所述粘弹性聚合物对于选定的频率和温度具有相对高的损耗因子。在各种实施方案中，粘弹性材料182可以包括聚氨酯弹性体。在各种实施方案中，聚氨酯弹性体可以通过二异氰酸酯与多元醇的反应形成。粘弹性材料182的材料可以定制成在特定的预选工作频率和特定温度范围内具有相对高的阻尼比或损耗因子。例如，在各种实施方案中，粘弹性材料的损耗因子可以被配置为在所选择的感兴趣的温度和频率下尽可能高。感兴趣的频率可以是叶片经历增加的振动的频率。在各种实施方案中，粘弹性材料的损耗因子可以配置成在选定的感兴趣的温度和频率下落入选定的范围内。在一个示例中，粘弹性材料的剪切损耗因子可以被配置为大于或等于0.5、大于或等于1.0、或大于或等于1.5。感兴趣的频率范围可以在约1Hz至约100,000Hz、约10Hz至约10,000Hz、约50Hz至约500Hz之间选择。感兴趣的温度范围可以在约-50℃至约250℃、约-50℃至约100℃、约-5℃至约40℃、约5℃至约约30℃。在各种实施方案中，粘弹性材料182可以通过在粘弹性材料182的沉积之前、期间和或之后加热叶片主体110来固化。在各种实施方案中，叶片主体110可以被加热到130°F和300°F之间（即，在54.4℃和148.9℃之间）。在各种实施方案中，叶片主体110可被加热到150°F和250°F之间（即，在65.6℃和121.1℃之间）。在各种实施方案中，叶片主体110可以固化达15分钟至5小时之间。在各种实施方案中，叶片主体110可以固化达30分钟至2小时之间。在固化期间，粘弹性材料182经历化学反应，这增加了粘弹性材料182的粘度，使得粘弹性材料182从液体变成固体粘弹性材料。图6A、图6B和图6C示出了在粘弹性材料182的沉积和固化之后的叶片102。粘弹性材料182可设置在第一肋140和第二肋142之间。粘弹性材料182也可以设置在第一肋140和第二内表面138之间以及第二肋142和第一内表面之间。如图6C所示，隔板肋150可以防止粘弹性材料182流入腔134的径向向外部分135。将粘弹性材料182定位在彼此紧密接近的第一肋和第二肋之间（例如，在第一肋140a和第二肋142a之间，以及在第一肋140b和第二肋142b之间可以在叶片102内提供坚固的阻尼结构，这可以减少叶片102的振动和或颤振。相对的肋140和142可以使位于相对的肋140和142之间的粘弹性材料182进行剪切变形，且从而锻炼了阻尼材料。可以选择夹在相对的肋140和142之间的粘弹性材料182（例如，位于第一肋140a和第二肋142a之间的粘弹性材料182）的厚度以及粘弹性材料182的模量以驱动足够量的应变能量进入粘弹性材料182。换句话说，可以选择肋140和142的数量\尺寸和位置以及粘弹性材料182的材料性质（例如，粘弹性材料182的损耗因子和或动态模量）以在感兴趣的振动模式中的变形期间（即，在叶片102经历振动的选定频率和温度期间）驱动足够量的应变能量进入粘弹性材料182。参考图6D，在各种实施方案中，控制沉积粘弹性材料182，使得粘弹性材料182在彼此紧密接近的第一肋和第二肋之间。例如，粘弹性材料182可以沉积在第一肋140a和第二肋142a之间、在第一肋140b和第二肋142b之间、以及在第一肋140c和第二肋142c之间，并且在相邻的第一肋140a之间的区域、在相邻的第一肋140b和140a和140c之间的区域、在相邻的第二肋142a和142b之间的区域、在以及相邻的第二肋142a和142c之间的区域没有粘弹性材料182。仅在彼此紧密接近的第一肋和第二肋之间沉积粘弹性材料182可以减小叶片102的总重量。参考图9A和图9B，示出了根据各种实施方案的类似于图2中的叶片102的叶片202。叶片202包括前缘220、后缘222、压力侧表面228、吸力侧表面230。叶片202还包括与压力侧表面228相对的第一内表面136、以及与吸力侧表面230相对的第二内表面138。叶片202还包括接近叶片202的根部的径向面向外侧的内表面260、以及接近叶片202的尖端的径向面向内侧的内表面262。可以通过叶片102形成一个或多个腔234。腔234可以至少部分地由第一内表面236、第二内表面238、径向面向外侧的内表面260和径向面向内侧的内表面262限定。叶片202可以包括从第一内表面236朝向第二内表面238延伸的多个第一肋240。第一肋240可在第二内表面238之前终止。换句话说，空间或间隙可位于第二内表面238和第一肋240之间。叶片202还可以包括从第二内表面238朝向第一内表面236延伸的多个第二肋242。第二肋242可在第一内表面236之前终止。换句话说，空间或间隙可位于第一内表面236和第二肋242之间。在各种实施方案中，第一肋240和第二肋242可以配置成使得每个第二肋242位于一对第一肋240之间。例如，第二肋242a可位于通道266a中，通道266a至少部分地由一对第一肋240a和第一内表面236限定。第二肋242b可位于通道266b中，通道266b至少部分地由一对第一肋240b和第一内表面236限定。第二肋242c可位于通道266c中，通道266c至少部分地由一对第一肋240c和第一内表面236限定。腔234可以包括从径向面向外侧的内表面260延伸到径向面向内侧的内表面262的长度，类似于图3A中的长度L1。在各种实施方案中，第一肋240和第二肋242可从径向面向外侧的内表面260延伸到径向面向内侧的内表面262。换句话说，在各种实施方案中，第一肋240和第二肋242的径向长度可以等于腔234的长度。在各种实施方案中，第一肋240和第二肋242的径向长度可以在腔234的长度的80%和95%之间。在各种实施方案中，第一肋240和第二肋242的径向长度可以在腔234的长度的50%和80%之间。粘弹性材料282（类似于图5中的粘弹性材料182）可以通过沉积通道270沉积到腔234中，穿过径向面向外侧的内表面260形成所述沉积通道270。在沉积时，粘弹性材料282可以包括相对低的粘度，这允许粘弹性材料282流过通道270并围绕肋240和242。当粘弹性材料282沉积到腔234中时，空气可通过穿过径向面向外侧的内表面260所形成的通气孔272离开腔234。可以控制粘弹性材料282的沉积，使得粘弹性材料282位于彼此紧密接近的第一肋和第二肋之间，而其他区域没有粘弹性材料282。在各种实施方案中，粘弹性材料282可以填充腔234。参考图7，示出了根据各种实施方案的制造用于燃气涡轮发动机的叶片的方法300。方法可以包括形成叶片主体（步骤302）。在各种实施方案中，叶片主体可以包括腔，所述腔至少部分地由叶片主体的第一内表面和叶片主体的第二内表面限定。叶片主体还可以包括从叶片主体的第一内表面延伸的第一肋、从第一内表面延伸的第二肋、以及从第二内表面延伸的第三肋。第三肋可以位于第一肋和第二肋之间。叶片主体还可以包括横穿腔的隔板肋。隔板肋可以将腔的径向向内部分与腔的径向向外部分分开。在各种实施方案中，方法300还可以包括形成从叶片的根部延伸到腔的通道和通气孔（步骤304）。方法300还可以包括将粘弹性材料沉积到腔的径向向内部分中（步骤306）。在各种实施方案中，步骤306可以包括通过通道沉积粘弹性材料。方法300还可以包括固化粘弹性材料（步骤308）。在各种实施方案中，步骤308可以包括加热叶片主体。本文已经关于特定实施方案描述了益处和其他优点。另外，本文中所包含的各个附图中所示出的连接线旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和或物理联接。应注意，在实际系统中可存在许多替代的或另外的功能关系或物理连接。然而，所述益处、优点、以及可使得任何益处或优点出现或变得更为显著的任何元素都不应解释为是本公开的关键、必需或必要特征或元素。因此本公开的范围只由所附权利要求书限定，其中除非另有明确表示，否则对单数元素的引用并非旨在意味着“一个和仅一个”，而是指“一个或多个”。此外，在类似于“A、B或C中的至少一个”的短语在权利要求中使用的情况下，意图是该短语被解释成意味着单独A可存在于实施方案中、单独B可存在于实施方案中、单独C可存在于实施方案中、或者元素A、B和C中的任何组合可存在于单个实施方案中；例如，A和B、A和C、B和C或A和B和C。本文提供了系统、方法和设备。在本文的详细描述中，对“各种实施方案”、“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等等的引用指示所描述的实施方案可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施方案可能不一定包括所述特定特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一实施方案。另外，当结合实施方案来描述特定特征、结构或特性时，应当认为，无论是否明确描述，结合其他实施方案实现此类特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。在阅读本说明书后，如何在替代实施方案中实现本公开对于相关领域技术人员而言将是显而易见的。此外，不管本权利要求中是否明确叙述了元件、部件或方法步骤，本公开中的元件、部件或方法步骤并不旨在专用于公众。除非权利要求元件使用短语“用于……的装置”来明确地叙述，否则所要求保护的元件并不意在援引35U.S.C.112f。如本文中所使用，术语“包含”、“包括”或其任何其他变型意在覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元件的过程、方法、物品或设备并不仅仅包括这些元件，而是还可以包括未明确列出或这类过程、方法、物品或设备所固有的其他元件。

权利要求：1.一种叶片，其包括：叶片主体，所述叶片主体包括：腔，所述腔至少部分地由所述叶片主体的第一内表面和所述叶片主体的与所述叶片主体的所述第一内表面相对的第二内表面限定；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第一肋；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第二肋；从所述叶片主体的所述第二内表面延伸的第三肋；其中所述第三肋位于所述第一肋和所述第二肋之间；和横穿所述腔的隔板肋，其中所述隔板肋将所述腔的径向向内部分与所述腔的径向向外部分分开；和设置在所述腔的所述径向向内部分中的粘弹性材料。2.根据权利要求1所述的叶片，其中所述第一肋和所述第二肋在所述第二内表面之前终止，并且其中所述第三肋在所述第一内表面之前终止，并且其中所述第一肋、所述第二肋和所述第三肋在所述隔板肋的径向内侧。3.根据权利要求2所述的叶片，其中所述叶片主体还包括接触所述第一内表面和所述第二内表面的第四肋，并且其中所述第四肋在所述隔板肋的径向外侧，或者其中所述叶片主体还包括接触所述第一内表面和所述第二内表面的第四肋，并且其中所述第四肋在所述隔板肋的径向内侧。4.根据权利要求1所述的叶片，其中所述腔包括从所述叶片主体的径向面向外侧的内表面延伸到所述叶片主体的径向面向内侧的内表面的长度，并且其中从所述叶片主体的所述径向面向外侧的内表面延伸到所述隔板肋的距离在所述腔的所述长度的15%和45%之间。5.根据权利要求1所述的叶片，其中所述叶片主体还包括：从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第四肋；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第五肋；和从所述叶片主体的所述第二内表面延伸的第六肋，其中所述第六肋位于所述第四肋和所述第五肋之间。6.根据权利要求5所述的叶片，其中沿着所述叶片的弦测量的所述第一肋和所述第二肋之间的第一距离小于沿着所述叶片的所述弦测量的所述第一肋和所述第四肋之间的第二距离，或者其中沿着所述叶片的弦测量的所述第一肋和所述第三肋之间的第一距离小于沿着所述叶片的所述弦测量的所述第一肋和所述第六肋之间的第二距离。7.一种燃气涡轮发动机的风扇部段，其包括：风扇盘，其被配置成围绕轴线旋转；和联接到所述风扇盘的叶片，所述叶片包括：腔，所述腔至少部分地由所述叶片的第一内表面和所述叶片的与所述叶片的所述第一内表面相对的第二内表面限定；从所述叶片的所述第一内表面延伸的第一肋；从所述叶片的所述第二内表面延伸的第二肋；和设置在所述腔中位于所述第一肋和所述第二肋之间的粘弹性材料。8.根据权利要求7所述的风扇部段，其中所述第一肋在所述叶片的所述第二内表面之前终止，并且其中所述第二肋在所述第一内表面之前终止。9.根据权利要求8所述的风扇部段，其中所述叶片还包括横穿所述腔的隔板肋，其中所述第一肋和所述第二肋位于所述隔板肋的径向内侧。10.根据权利要求9所述的风扇部段，其中所述腔包括从所述叶片的径向面向内侧的内表面延伸到所述叶片的径向面向外侧的内表面的长度，并且其中从所述叶片的所述径向面向外侧的内表面延伸到所述隔板肋的距离在所述腔的所述长度的15%和45%之间。11.根据权利要求7所述的风扇部段，其中所述叶片还可以包括接触所述第一内表面和所述第二内表面的第三肋。12.根据权利要求7所述的风扇部段，其中所述叶片还包括从所述第一内表面延伸的第三肋，其中所述第二肋位于所述第一肋和所述第三肋之间，并且其中所述叶片还包括：第四肋，其从所述叶片的所述第一内表面延伸并邻近所述第一肋定位；从所述叶片的所述第一内表面延伸的第五肋；和从所述叶片的所述第二内表面延伸的第六肋，其中所述第六肋位于所述第四肋和所述第五肋之间，并且其中沿着所述叶片的弦测量的所述第一肋和所述第三肋之间的第一距离小于沿着所述叶片的所述弦测量的所述第一肋和所述第四肋之间的第二距离。13.一种制造用于燃气涡轮发动机的叶片的方法，其包括：形成叶片主体，所述叶片主体包括：腔，所述腔至少部分地由所述叶片主体的第一内表面和所述叶片主体的第二内表面限定；从所述叶片主体的所述第一内表面延伸的第一肋；从所述第二内表面延伸的第二肋；和横穿所述腔的隔板肋，其中所述隔板肋将所述腔的径向向内部分与所述腔的径向向外部分分开；将粘弹性材料沉积到所述腔的所述径向向内部分中；和固化所述粘弹性材料。14.根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中固化所述粘弹性材料包括加热所述叶片主体。15.根据权利要求13所述的燃气涡轮发动机，其中所述第一肋在所述第二内表面之前终止，并且其中所述第二肋在所述第一内表面之前终止，或者其中将所述粘弹性材料沉积到所述腔的所述径向向内部分中包括：形成从所述叶片的根部延伸到所述腔的通道；和通过所述通道沉积所述粘弹性材料。

百度查询： 古德里奇公司 具有阻尼结构的叶片

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD