Ti-SiC复材翼型叶片

加纤升频减振

添加SiC纤维增强Ti基复合材料，使预扭曲旋转叶片的固有频率提高，振动特性优于传统金属叶片。

姚明辉 · Shuaichao, Wang · Niu, Yan · 吴启亮 · Cong, Wang

Applied Mathematical Modelling 2024

技术优势

SiC纤维提升叶片频率

在钛基体中添加SiC纤维后，叶片的固有频率提高，从而改善旋转叶片的振动特性。

模型与算法经对比验证

建立的预扭曲叶片模型和采用的Rayleigh-Ritz法与已有文献结果对比，精度得到验证，可可靠预测旋转叶片的动态行为。

材料属性由两种方法互校

Ti-SiC纤维增强复合材料的属性由Mori-Tanaka方法和有限元法分别计算，保证了计算方法的可靠性。

关键参数影响规律明确

研究表明预扭角、转速、展弦比和叶片形状显著影响叶片的固有频率，为叶片材料和几何尺寸优化提供了依据。

应用场景

• 航空发动机叶片：利用Ti-SiC复合材料设计更高固有频率的叶片，避免共振。
• 航天器结构：用于航天器中旋转部件，提高结构刚度和抗振能力。
• 旋转机械：为旋转机械中的叶片选材和几何优化提供振动特性参考。