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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106089310A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610515888.1(22)申请日2016.07.01(71)申请人中航空天发动机研究院有限公司地址101320北京市顺义区顺通路25号5幢(72)发明人刘红贾志刚朱大明(74)专利代理机构北京华创博为知识产权代理有限公司11551代理人管莹张波涛(51)Int.Cl.F01D5/02(2006.01)F01D5/06(2006.01)F01D5/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种提高辐板承载能力的纤维增强双辐板涡轮盘(57)摘要本发明提出一种提高辐板承载能力的纤维增强双辐板涡轮盘,所述涡轮盘包括轮缘(11)、前轮毂(8)和后轮毂(6)、前辐板(3)和后辐板(4)、前辐板纤维增强环(9)和后辐板纤维增强环(10);纤维增强环(9、10)对称地分布在盘腔(5)内型面的转接区域中。纤维增强双辐板涡轮盘提高了辐板与轮毂转接处的周向、径向、轴向的承载能力,纤维环加强了盘腔内型面转接段的强度,同时也改善了辐板与轮毂外转接面处的应力集中现象,充分改善辐板的应力分布,同时由于SiC纤维密度相对基体材料小,也减轻了双辐板涡轮盘的质量。该结构设计加工简单,易于在双辐板涡轮盘结构中实现。CN106089310ACN106089310A权利要求书1/1页1.一种提高辐板承载能力的纤维增强双辐板涡轮盘,其特征在于:所述涡轮盘包括轮缘(11)、前轮毂(8)和后轮毂(6)、前辐板(3)和后辐板(4)、前辐板纤维增强环(9)和后辐板纤维增强环(10);所述前轮毂(8)通过所述前辐板(3)与所述轮缘(11)相连,所述后轮毂(6)通过所述后辐板(4)与所述轮缘(11)相连,所述前辐板(3)和所述后辐板(4)分别对应连接所述前轮毂(8)和所述后轮毂(6),所述前辐板(3)和所述前轮毂(8)、与所述后辐板(4)和所述后轮毂(6)分别关于涡轮盘中心线(18)前后对称,所述前辐板(3)、后辐板(4)与各自的轮毂包围涡轮盘中心线(18)形成盘腔(5),前轮毂(8)和后轮毂(6)之间形成环形盘心进气槽道(7),轮缘(11)中心位置沿周向均匀分布盘缘出气孔(2),每个辐板(3、4)通过圆弧转接面(12、13)平滑过渡连接到相连接的轮毂(8、6),纤维增强环(9、10)对称地植入辐板中盘腔(5)内型面的转接区域中。2.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述纤维增强环(9、10)植入所述涡轮盘的前辐板(3)和后辐板(4)的内圆弧转接面(13)的应力集中区域。3.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述前辐板(3)和所述后辐板(4)中的纤维增强环(9、10)关于轮盘中心线(18)对称设置。4.根据权利要求3所述的涡轮盘,其特征在于,并且每个纤维增强环(9、10)以轮盘轴线(17)为轴心布置在每个辐板中。5.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述前辐板(3)和所述后辐板(4)中的纤维增强环的数量均为一个。6.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述前辐板(3)和所述前轮毂(8)、以及所述后辐板(4)和所述后轮毂(6)分别与涡轮盘中心线(18)呈倾斜布置。7.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述辐板(3、4)的外型面通过外圆弧转接面(12)过渡到所述轮毂(8、6),所述辐板(3、4)的盘腔面通过内圆弧转接面(13)过渡到所述轮毂(8、6)。8.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述纤维增强环为SiC纤维增强环。9.根据权利要求8所述的涡轮盘,其特征在于,所述SiC纤维增强环的SiC纤维密度是轮盘基体材料的40%,SiC纤维的抗拉强度是基体材料的两倍。10.根据权利要求1所述的涡轮盘,其特征在于,所述纤维增强环的横截面为矩形。2CN106089310A说明书1/3页一种提高辐板承载能力的纤维增强双辐板涡轮盘技术领域[0001]本发明涉及一种高压涡轮盘结构设计,尤其涉及一种提高辐板承载能力的纤维增强双辐板涡轮盘,它能够有效加强辐板与轮毂转接位置的强度,改善辐板的应力分布,提高双辐板涡轮盘的强度及抗疲劳性能,同时减轻轮盘质量。属于航空发动机高压涡轮盘结构设计技术领域。背景技术[0002]双辐板涡轮盘是在美国高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划下,针对下一代高推重比涡扇发动机的高压涡轮盘设计,提出轻质量、高冷却效率的先进涡轮盘结构设计技术。国内外研究学者围绕双辐板涡轮盘的结构设计提出了以下几种方法:[0003]文献US1999/005961287A提出了一种区别以往单辐板涡轮盘的双辐板涡轮盘。这种涡轮盘由两个对称半盘焊接而成,轮盘中间形成盘腔结构,且两个辐板的