石墨烯纳米片增强预扭叶片-轮毂组件

轻量高刚

采用功能梯度石墨烯纳米片增强聚合物基体，叶片与轮毂一体化设计，提升旋转机械结构刚度。

Yan, Kai · 赵天宇 · 马辉

Thin-Walled Structures 2024

参数信息

重量分数

0.5 %

技术优势

轻质高刚度

采用石墨烯纳米片增强聚合物基体，相比金属材料显著降低密度，同时通过功能梯度设计提高结构刚度。

频率可调

通过调节GPL重量分数、长厚比、叶片预扭角和安装角，可主动控制固有频率，避免共振。

一体化设计

叶片与轮毂作为整体进行耦合振动分析，避免界面分离，提高结构整体性和可靠性。

应用场景

• 航空发动机叶片：利用轻质高刚度复合材料叶片降低发动机重量，提高推重比。
• 燃气轮机转子：通过一体化叶片-轮毂设计提高转子刚度，减少振动。
• 纳米复合材料：石墨烯纳米片增强聚合物基体实现功能梯度材料设计。
• 旋转机械振动分析：提供叶片-轮毂耦合振动模型，准确预测旋转机械固有频率。