РАЗРАБОТКА ВЫСОКОНАПРЯЖЕННОГО ЛОПАСТНОГО РОТОРА, ИЗГОТАВЛИВАЕМОГО из полимеров, армированных УГЛЕВОЛОКНАМИ, С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННОЙ ВОЛОКОННОЙ СТРУКТУРЫ

摘要

Разработан ротор в виде диска из полимера, армированного углеволокном (ПАУВ), с 17 лопатками. Конструкция позволила на 35% повысить предельную скорость по сравнению с лопастным ротором из высокопрочного алюминиевого сплава. Соответствующая укладка волокон должна отражать симметрию вращения, присущую конструкции, что требует как радиальной, так и окружной ориентации волокон. Использована технология формирования заданной волоконной структуры, обладающей большой гибкостью при укладке волокон. Необходимая инфильтрация связующего осуществлялась при помощи модифицированного процесса вакуумной пропитки;;окончательная геометрия достигалась фрезерованием. Расчет укладки радиальных и окружных волокон, зависящей от радиуса, осуществлялся конечно-элементным методом и позволил максимизировать предельную скорость вращения. Использованы численные методы модального анализа и анализа разрушения. Полученные теоретические результаты проверены на изготовленных роторах экспериментальным модальным анализом и разрушающими испытаниями, во время которых обнаружилось хорошее совпадение экспериментальных данных с численным анализом.