[发明专利]一种智能感知树脂基包容机匣的制造方法及包容机匣

说明书

本发明涉及一种智能感知树脂基包容机匣的制造方法及包容机匣，本发明为了赋予机匣智能感知性能，针对航空发动机风扇包容机匣的结构健康监测问题，解决了光纤与制造适应性的难题，通过以下方式在风扇机匣制造过程中引入光纤传感器：a)利用芳纶纤维套管保护的光纤埋入机匣自动铺丝结构中；b)将光纤与碳纤维或芳纶纤维编织成织物结构，制备成中间材料预浸料，将光纤传感器引入包容机匣结构中，并结合特殊的制造工艺，赋予结构智能感知性能，实现包容机匣结构健康监测，提升大涵道比发动机冷端最大静止部件风扇机匣的安全性。

技术领域

本发明涉及一种智能感知树脂基包容机匣的制造方法，实现了包容机匣的结构健康监测问题，解决了光纤与制造适应性的难题，属于结构复合材料制造技术领域。

背景技术

风扇机匣是大涵道比航空发动机中最大的静止部件，是大型民用客机发动机的最重要部件之一。由于民用客机对航空发动机的可靠性要求极高，为了保证其结构安全性，需要进行常规的目视检查及定期的无损检查。若包容机匣部件能实现自我健康监测，并将数据时时传递给地面维护，能够极大地提升机匣部件的智能化，为未来航空发动机主要发展方向之一。

虽然风扇机匣经历了全金属机匣、部分复合材料机匣和全复合材料机匣三个阶段，但对于其智能性的发展却鲜有触及。由于其全寿命成本的迫切需求，需要进一步提升机匣的智能性。针对包容机匣对结构的健康监测，或被感知的需求，可以让维修工程师更快更便捷的获取当前零部件的“实际状况”，从而采取更快捷更有针对性的手段进行维护维修。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种智能感知树脂基包容机匣的制造方法及包容机匣，针对航空发动机风扇包容机匣的结构健康监测问题，解决了光纤与制造适应性的难题，通过以下方式在风扇机匣制造过程中引入光纤传感器，赋予结构智能感知性能，实现包容机匣结构健康监测，提升大涵道比发动机冷端最大静止部件风扇机匣的安全性。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种智能感知树脂基包容机匣的制造方法，所述包容机匣包括法兰区域、中间变厚度的包容区域及非包容区域，制造过程中，包括，

在法兰区域、中间变厚度的包容区域的铺层过程中增加若干光纤的铺设，固化形成树脂基包容机匣，所述光纤内刻蚀光栅。

在上述智能感知树脂基包容机匣的制造方法中，所述光纤内刻蚀的光栅包括应变、声发射或温度光栅；所述每根光纤上相邻两个光栅沿环向的距离为0.5m～1.5m。

在上述智能感知树脂基包容机匣的制造方法中，在法兰区域、中间变厚度的包容区域的纤维铺层过程中光纤的铺设包括，将光纤装入芳纶纤维套管后进行铺设，和/或，

将光纤与碳纤维、或光纤与芳纶纤维混编织物。

在上述智能感知树脂基包容机匣的制造方法中，所述芳纶纤维套管为6tex芳纶纤维套管，所述混编织物为八枚三飞锻纹织物。

在上述智能感知树脂基包容机匣的制造方法中，包括：

包容机匣整体区域铺层预浸料至要求厚度h1，在两端法兰区域R角处各环向布置一根内刻蚀光栅的光纤；

中间变厚度的包容区域铺层预浸料至要求厚度h2，环向间隔布置若干根内刻蚀光栅的光纤；

吸胶压实；

中间变厚度的包容区域继续铺层预浸料至要求厚度h3；

吸胶压实；

包容机匣整体区域铺层预浸料至要求厚度h4，在两端法兰区域R角处各环向布置一根内刻蚀光栅的光纤；

固化。