涡轮叶片附接机构的制作方法

本主题大体上涉及一种燃气涡轮发动机，或者更具体地涉及一种用于燃气涡轮发动机的叶片的附接机构。更具体而言，本主题涉及一种用于将燃气涡轮发动机的陶瓷基质复合叶片附接于涡轮转子盘的附接机构。

背景技术：

燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和芯部。此外，燃气涡轮发动机的芯部大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段以及排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该压缩机区段中，一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃料气体流驱动涡轮区段，并且接着发送穿过排气区段，例如，至大气。

更通常地，非传统高温材料，如陶瓷基质复合(CMC)材料用于燃气涡轮发动机内的各种构件。例如，由于CMC材料可耐受相对极端的温度，故特别感兴趣的是以CMC材料替换燃烧气体的流动路径内的构件。具体而言，燃气涡轮发动机的涡轮区段的转子叶片更通常由CMC材料形成。

CMC涡轮转子叶片大体上由CMC材料的多个板层形成。理想地，板层使用连续CMC纤维，即，沿板层的长度连续的CMC纤维。由于CMC材料典型地在CMC纤维的方向上最强，故使用连续CMC纤维板层的涡轮转子叶片可在涡轮操作期间更好地耐受应力。

然而，使用连续纤维板层的CMC叶片经常通过销和U形夹类型的附接来附接于涡轮转子盘。更具体而言，销可插入到转子盘的一侧中的销孔中，穿过形成在转子叶片中的销孔，并且接着穿过盘的相对侧上的销孔。典型地，销具有圆或圆形截面，其具有与叶片的线接触，并且因此销与叶片之间的接触、碰撞和/或其它应力可为不合乎需要地高的。

因此，避免依靠CMC材料的层间能力的用于将CMC转子叶片附接于转子盘的附接机构将是有用的。此外，最小化附接机构与叶片之间的应力的用于将CMC转子叶片附接于转子盘的附接机构将是有益的。更具体而言，用于将CMC转子叶片附接于转子盘使得面接触提供在销与叶片之间的销将是有利的。

技术实现要素：

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮叶片组件。燃气涡轮发动机限定轴向方向，并且涡轮转子叶片组件包括具有翼型件部分和柄部分的涡轮转子叶片。翼型件部分和柄部分由陶瓷基质复合材料的多个板层形成。涡轮转子叶片组件还包括附接销，并且形成涡轮转子叶片的翼型件部分和柄部分的多个板层从叶片的压力侧围绕用于收纳附接销的销孔延伸至叶片的吸入侧。附接销包括具有三角形截面形状的本体，以产生附接销与叶片之间的表面界面。

在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种用于将涡轮转子叶片附接于燃气涡轮发动机的涡轮转子盘的附接销。燃气涡轮发动机限定轴向方向，并且附接销包括在第一端部与第二端部之间延伸的本体。本体限定在第一端部与第二端部之间延伸的至少一个平面表面。平面表面提供附接销与涡轮转子叶片之间的面接触界面。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的涡轮转子叶片组件，所述燃气涡轮发动机限定轴向方向，所述涡轮转子叶片组件包括：

包括翼型件部分和柄部分的涡轮转子叶片，所述翼型件部分和所述柄部分由陶瓷基质复合材料的多个板层形成；以及

附接销，

其中形成所述涡轮转子叶片的所述翼型件部分和所述柄部分的所述多个板层从所述叶片的压力侧围绕用于收纳所述附接销的销孔延伸至所述叶片的吸入侧，

其中所述附接销包括本体，其具有三角形截面形状以产生所述附接销与所述叶片之间的表面界面。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述附接销的所述本体插入到涡轮转子盘的第一侧中的第一孔口中，延伸穿过所述涡轮转子叶片中的所述销孔，并且朝所述涡轮转子盘的第二侧中的第二孔口。

技术方案3. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述附接销的所述本体包括平行于平面延伸的底面，所述平面平行于所述轴向方向延伸。

技术方案4. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述涡轮转子叶片组件还包括限定销表面的一个或更多个填料包，所述销表面限定所述销孔的一部分，并且其中所述附接销包括邻近所述销表面的底面，所述底面和所述销表面限定所述附接销与所述叶片之间的所述表面界面。

技术方案5. 根据技术方案4所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，内接在所述本体的所述三角形截面内的圆具有半径R，并且其中所述底面的宽度为所述半径R的大约两倍。

技术方案6. 根据技术方案4所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述底面的长度在所述本体的第一端部与所述本体的第二端部之间由所述附接销的所述本体限定，所述底面的所述长度大致平行于所述轴向方向延伸。

技术方案7. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述附接销的所述本体包括第一端部和第二端部。

技术方案8. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述销孔具有与所述附接销的所述本体相同的截面形状。

技术方案9. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述涡轮转子叶片的所述柄部分定位在限定在涡轮转子盘中的槽口内，所述槽口沿所述涡轮转子盘的圆周限定在所述盘的第一侧与第二侧之间。

技术方案10. 根据技术方案1所述的涡轮转子叶片组件，其特征在于，所述销孔构造成使得最小间隙形成在所述附接销与所述叶片之间。

技术方案11. 一种用于将涡轮转子叶片附接于燃气涡轮发动机的涡轮转子盘的附接销，所述燃气涡轮发动机限定轴向方向，所述附接销包括：

在第一端部与第二端部之间延伸的本体，

其中所述本体限定在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的至少一个平面表面，并且

其中所述平面表面提供所述附接销与所述涡轮转子叶片之间的面接触界面。

技术方案12. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述平面表面大致平行于所述轴向方向延伸。

技术方案13. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，内接在所述本体的所述三角形截面内的圆具有半径R，并且其中所述平面表面的宽度为所述半径R的大约两倍。

技术方案14. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述附接销还包括限定成邻近所述本体的所述第一端部的第一塞部分。

技术方案15. 根据技术方案14所述的附接销，其特征在于，所述附接销的所述本体具有第一截面面积，并且所述附接销的所述第一塞部分具有第二截面面积，并且其中所述第二截面面积大于所述第一截面面积。

技术方案16. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述附接销还包括限定成邻近所述本体的所述第二端部的第二塞部分。

技术方案17. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述本体限定在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的至少三个平面表面，其中所述三个平面表面中的各个提供所述附接销与所述涡轮转子叶片之间的面接触界面。

技术方案18. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述附接销构造成插入到所述涡轮转子叶片中的互补形状的销孔中。

技术方案19. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述附接销还包括限定成邻近所述本体的所述第一端部的第一塞部分，所述第一塞部分限定大体平面表面用于防止所述涡轮转子叶片相对于所述涡轮转子盘旋转。

技术方案20. 根据技术方案11所述的附接销，其特征在于，所述涡轮转子叶片限定销表面，所述销表面限定穿过所述涡轮转子叶片的销孔的一部分，并且其中所述附接销收纳在所述销孔中，使得所述附接销的所述平面表面与所述涡轮转子叶片的所述销表面接触。

本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：

图1为根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。

图2为根据本主题的示例性实施例的涡轮转子叶片的透视图。

图3为根据本主题的示例性实施例的涡轮转子盘的透视图。

图4为根据本主题的示例性实施例的附接于图3的涡轮转子盘的涡轮转子叶片组件的截面视图。

图5为根据本主题的示例性实施例的图4的涡轮转子叶片组件的宽度方向的截面视图。

图6为根据本主题的示例性实施例的图4和5的涡轮转子叶片组件的附接销的侧视图。

图7为根据本主题的示例性实施例的图6的附接销的正视图。

图8为根据本主题的另一个示例性实施例的图6的附接销的正视图。

部件列表

10 涡扇喷气发动机

12 纵向或轴向中心线

14 风扇区段

16 芯部涡轮发动机

18 外壳

20 入口

22 低压压缩机

24 高压压缩机

26 燃烧区段

28 高压涡轮

30 低压涡轮

32 喷气排气区段

34 高压轴/转轴

36 低压轴/转轴

38 风扇

40 叶片

42 盘

44 促动部件

46 动力齿轮箱

48 机舱

50 风扇壳或机舱

52 出口导叶

54 下游区段

56 旁通空气流通路

58 空气

60 入口

62 空气的第一部分

64 空气的第二部分

66 燃烧气体

68 定子导叶

70 涡轮转子叶片

72 定子导叶

74 涡轮转子叶片

75 涡轮转子叶片组件

76 风扇喷嘴排气区段

78 热气体路径

80 翼型件部分

81 第一侧

82 柄部分

83 第二侧

84 多个板层

86 压力侧

88 吸入侧

90 销孔

91 销表面

92 最底点

94 涡轮转子盘

96 外缘

98 槽口

100 第一侧

102 第二侧

104 第一孔口

106 第二孔口

108 槽口的最内表面

109 填料包

110 附接销

111 本体的周边

112 本体

114 底面

115 第一表面

116 第一端部

117 第二表面

118 第二端部

120 第一塞部分

122 第二塞部分

124 开口环固位机构

RD 径向方向

AD 轴向方向

P 平面

C 盘的圆周

G 间隙

L_body 本体的长度

L_surface 底面的长度

W_surface 底面的宽度

I 内接圆

R 内接圆的半径

A₁ 第一截面面积

A₂ 第二截面面积

L_shank 柄部分的长度

W_shank 柄部分的宽度。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的本实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的标号用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语"上游"和"下游"是指相对于流体通道中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，而"下游"是指流体流至的方向。

现在参照附图，其中同样的标记遍及附图指示相同的元件，图1为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文中称为"涡扇发动机10"的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向方向AD(平行于出于参照提供的纵向中心线12延伸)，以及径向方向RD。大体上，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的芯部涡轮发动机16。

绘出的示例性芯部涡轮发动机16大体上包括大致管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围成串流关系的包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接于HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接于LP压缩机22。

对于所绘实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接于盘42的多个风扇叶片40。如所绘，风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向R向外延伸。各个风扇叶片40能够借助于风扇叶片40操作地联接于适合的促动部件44而关于盘42绕着桨距轴线P旋转，适合的促动部件44构造成一致地共同改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和促动部件44能够通过横跨动力变速箱46的LP轴36绕着纵轴线12一起旋转。动力变速箱46包括多个齿轮，用于使LP轴36的转速逐步降低至更有效的旋转风扇速度。

仍参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转前机舱48覆盖，可旋转前机舱48空气动力地定轮廓成促进空气流穿过多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其沿周向包绕风扇38和/或芯部涡轮发动机16的至少一部分。将认识到的是，机舱50可构造成由多个沿周向间隔的出口导叶52关于芯部涡轮发动机16支承。此外，机舱50的下游区段54可在芯部涡轮发动机16的外部分之上延伸，以便限定其间的旁通空气流通路56。

在涡扇发动机10的操作期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关联的入口60进入涡扇10。在一定量的空气58横跨风扇叶片40经过时，如由箭头62指示的空气58的第一部分引导或发送到旁通空气流通路56中，而如由箭头64指示的空气58的第二部分引导或发送到LP压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为涵道比。空气的第二部分64的压力接着在其发送穿过高压(HP)压缩机24并且到燃烧区段26中时增大，在燃烧区段26中，其与燃料混合并且焚烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66发送穿过HP涡轮28，在HP涡轮28中，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由联接于外壳18的HP涡轮定子导叶68和联接于HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级抽取，因此引起HP轴或转轴34旋转，由此支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66接着发送穿过LP涡轮30，在LP涡轮30中，热能和动能的第二部分从燃烧气体66经由联接于外壳18的LP涡轮定子导叶72和联接于LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级抽取，因此引起LP轴或转轴36旋转，由此支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后发送穿过芯部涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进推力。同时，空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前发送穿过旁通空气流通路56时显著地增大，也提供了推进推力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，用于将燃烧气体66发送穿过芯部涡轮发动机16。

现在参照图2，提供了根据本主题的示例性实施例的LP涡轮转子叶片74的图示。对于所绘实施例，涡轮转子叶片74包括陶瓷基质复合(CMC)材料，其为具有高温能力的非金属材料。用于此类转子叶片74的示例性CMC材料可包括碳化硅、硅、二氧化硅，或氧化铝基质材料和它们的组合。陶瓷纤维可嵌入在基质内，如，包括单丝像蓝宝石或碳化硅(例如，Textron的SCS-6)的氧化稳定增强纤维，以及包括碳化硅(例如，Nippon Carbon的NICALON®、Ube Industries的TYRANNO®和Dow Corning的SYLRAMIC®)、硅酸铝(例如，Nextel的440和480)，以及短切晶须和纤维(例如，Nextel的440和SAFFIL®)，以及可选的陶瓷颗粒(例如，Si, Al, Zr, Y的氧化物和它们的组合)，以及无机填料(例如，叶腊石、钙硅石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱土)的粗纱和纱。CMC材料可在近似1000到1200℉的温度范围中具有大约1.3×10^-6 in/in/℉到大约3.5×10^-6 in/in/℉的范围中的热膨胀系数。

如图2中所示，转子叶片74包括由CMC材料的多个板层84制成的翼型件部分80和柄部分82。如在下面更详细所述，柄部分82构造成装固于涡轮转子盘94(图3)。翼型件部分80大体上从柄部分82沿径向向外延伸，以便突出到流动穿过涡轮区段30的燃烧气体66的热气体路径中。例如，翼型件部分80可从柄部分82沿径向向外延伸至翼型件末端(未示出)。此外，翼型件部分80可大体上限定空气动力形状。作为实例，翼型件部分80可定形成以便具有压力侧86和吸入侧88，它们构造成便于捕获燃烧气体的动能并且将燃烧气体的动能转化成可使用的旋转能。

关于图2继续，多个板层84中的各个从叶片74的压力侧86延伸至叶片74的吸入侧88。在所示实施例中，各个板层84从压力侧86缠绕至吸入侧88以限定叶片74。作为优选，板层84包含沿它们的长度的连续的CMC纤维，使得连续的CMC纤维围绕销孔90缠绕。连续纤维CMC板层可有助于避免依靠叶片材料的层间能力来抵抗叶片上的应力，并且连续纤维通过使各个板层围绕销孔90缠绕来维持，在下面更详细论述。在一个实施例中，多个板层84可围绕心轴缠绕以形成大体上泪珠形开口，一个或更多个填料包109放置到该大体上泪珠形开口中。例如，填料包109可包括卷起的板层、基质内切断的CMC纤维，或任何其它适当的材料。在填料包109放置在由板层84形成的开口内之后，填料包109接着可机加工成限定销孔90，但销孔90也可以以其它方式形成在叶片74中。在任何情况中，叶片74限定销孔90，其从叶片74的第一侧81延伸穿过叶片74的柄部分82至第二侧83。

柄部分82可限定最底点或部分92，即，叶片74的径向最内点或部分。在示例性实施例中，最底点92可为离叶片的末端(未示出)最远的叶片74的点。平面P(图4)可通过最底点92限定，使得平面P大体上平行于轴向方向AD延伸。如图2中所示，填料包109的至少一部分可邻近销孔90的一部分平行于平面P。即，填料包109可限定销表面91，其为限定销孔90的一侧或一部分的大体上平的平面表面。

图3提供了根据本主题的示例性实施例的涡轮转子盘94的图示。如图3中所示，涡轮转子盘94限定沿外缘96的圆周C，并且盘94限定在第一侧100与第二侧102之间延伸的沿圆周C的槽口98。第一侧100可为转子盘94的后侧，而第二侧102可为转子盘94的前侧。多个第一孔口104限定在第一侧100中，而多个第二孔口106限定在第二侧102中。第一孔口104和第二孔口106可为大体圆形的，如所示，但在其它实施例中，第一孔口104和第二孔口106可具有另一形状，如例如，与附接销110(图4)的截面形状互补和/或对应的形状；附接销110在下面更详细描述。此外，在一些实施例中，第一孔口104的形状可不同于第二孔口106的形状。在又一些实施例中，第一孔口104和第二孔口106可为相同形状，但可为不同尺寸，例如，如果第一孔口104和第二孔口106大体上为圆形形状，则第一孔口104可具有大于第二孔口106的半径(以及因此，大于其的直径和截面面积)。第一孔口104和第二孔口106也可具有其它构造。

图4提供了根据本主题的示例性实施例的附接于涡轮转子盘94的涡轮转子叶片组件75的图示。在所绘实施例中，涡轮转子叶片组件75包括涡轮转子叶片74和附接销110。销110用于将叶片74附接或联接于盘94。更具体而言，叶片74的柄部分82定位在槽口98内，并且叶片74由附接销110在槽口98内保持就位。销110可由任何适当的材料(如，具有适当的抗剪强度的材料)制成。大体上，典型地用于制造转子盘94的金属合金(例如，Rene108)、其同族的合金，或另一适合的合金可为用于制造销110的适当材料，但也可使用其它材料。

如图4中进一步所示，间隙G可限定在柄部分82与槽口98的径向最内表面108之间。销110从盘94的第一侧100延伸穿过叶片74中的销孔90至盘94的第二侧102。如在下面更全面所述，销110包括本体112，其可插入到第一侧100中的第一孔口104中，穿过销孔90，并且朝第二侧102中的第二孔口106。结果，叶片74至盘94的附接可描述为销-U形夹布置，其中盘94大体上形成U形夹，并且叶片74装固在盘94的侧部100,102之间，其中销110插入到形成在盘94的各侧中的孔口中。

现在参照图5，其示出涡轮叶片组件75的截面视图，销110的本体112具有三角形截面形状。三角形截面可大体上对应于等腰三角形或等边三角形，但其它三角形形状可视情况使用。此外，形成本体112的截面的三角形的角可为大体圆形的，这可有助于最小化销110的本体112内和/或叶片74上的应力，使得本体112的三角形截面具有圆形角或转角。如图2,4和5中所示，销孔90大体上定形成与附接销110的本体112互补。更具体而言，销孔90大致具有与本体112相同的截面形状，使得在所示实施例中，销孔90也具有三角形截面形状。此外，销孔90构造成使得最小间隙形成在附接销110与叶片74之间。

如图5中进一步所示，具有半径R的圆I可内接在本体112的三角形截面内。内接圆I的至少一部分沿本体112的周边111定位或与其相交。在所绘实施例中，内接圆I的一部分沿包括形成本体112的三角形截面的三角形的圆角的周边111的一部分定位，并且延伸至与圆角相对的三角形的腿部。即，三角形截面具有大致等于圆I的直径或半径R的两倍(即，2R)的高度。

根据本主题的示例性实施例，图6提供了图4和5中所示的附接销110的侧视图。如图6中所示，附接销110的本体112在第一端部116与第二端部118之间延伸。至少在叶片74的柄部分82的长度L_shank上，本体112的截面形状是恒定的，如图4中所绘。销110的本体112还包括与叶片74的柄部分82面接触(更具体而言，与柄部分82的销表面91面接触)的底面114。底面114具有大致等于柄部分82的长度L_shank的长度。更具体而言，底面114沿本体112在第一端部116与第二端部118之间大致平行于轴向方向AD延伸。

回头参照图5，底面114具有由在本体112的三角形截面的圆角中的两个之间延伸的直线节段限定的宽度W_surface。如所示，底面114的宽度W_surface为内接在本体112的三角形截面内的圆I的半径R的至少两倍，即，底面114的宽度W_surface大致等于2R(内接圆I的直径)。具有大小L_shank和W_surface的底面114大体上是平的平面表面，并且底面114平行于由柄部分82的最底点92限定的平面P延伸。

更具体而言，如图5和6中所示，附接销110的本体112限定在第一端部116与第二端部118之间延伸的三个大致平面表面：底面114、第一表面115和第二表面117。如所示，第一表面115和第二表面117相对于径向方向RD成角，并且底面114垂直于径向方向RD延伸。当销110插入在叶片74内时，各个平面表面提供销110与叶片74之间的面接触界面。在其它实施例中，附接销110可具有其它形状，使得销110的本体112限定少于或多于三个的接触表面。此外，尽管示为从第一端部116延伸至第二端部118，但在备选实施例中，由本体112限定的一个或更多个平面表面可沿第一端部116与第二端部118之间的长度的仅一部分延伸。

在一些实施例，如，图6中所绘的实施例中，销110可包括邻近第一端部116的第一塞部分120和邻近第二端部118的第二塞部分122。第一塞部分120可在形状上对应于第一孔口104的形状，而第二塞部分122可在形状上对应于第二孔口106的形状。第一塞部分120可填充第一孔口104，例如以有助于防止横跨柄至转子的后侧的转子吹扫泄漏。即，在第一孔口104在形状上为圆形的情况下，第一塞部分120可在形状上为圆柱形，并且具有足以填充第一孔口104的截面面积。类似地，第二塞部分122可填充第二孔口106，即，在第二孔口106在形状上为圆形的情况下，第二塞部分122可在形状上为圆柱形，并且具有足以填充第二孔口106的截面面积。在其它实施例中，第一塞部分120和第二塞部分122可具有其它形状或构造，并且在又一些实施例中，塞部分120,122可省略。

图7绘出了根据示例性实施例的销110的端视图。如所示，销110的本体112可具有第一截面面积A₁，第一塞部分120可具有第二截面面积A₂，并且第二塞部分122可具有第三截面面积A₃。在所绘实施例中，第二截面面积A₂大于或多于第一截面面积A₁，而第二截面面积A₂和第一截面面积A₁两者大于或多于第三截面面积A₃。此外，塞部分120,122可具有如图7中所示的大体上圆形的截面形状，但在其它实施例中，塞部分120,122可具有类似于本体112的三角形截面形状的截面形状。在又一些实施例中，第一塞部分120和第二塞部分122可具有其它形状或构造，例如，如在下面关于图8所述，并且在备选实施例中，塞部分120,122可省略。

仍参照图7，在所绘实施例中，第二塞部分122的形状大致对应于图5中所示的内接圆I。因此，在所示实施例中，第二塞部分122具有半径R(与内接圆I相同的半径)。

回头参照图4，涡轮转子叶片组件75还可包括开口环固位机构124，用于将销110固持在第一孔口104和第二孔口106和销孔90内。在盘94在涡轮的操作期间旋转时，销110可经受可引起销110离开销孔90和孔口104,106的各种力、振动等。因此，特征如开口环124有助于将销110固持就位。

如图4中所示，开口环固持机构124定位成邻近第一侧100。涡轮转子盘94的第一侧100包括唇部126，使得唇部126与第一侧100集成。唇部126沿径向向内延伸，并且限定扇形部分128，其容许接近第一孔口104用于插入销110。在插入销110之后，开口环固位机构124定位在销110与唇部126之间。更具体而言，机构124的开口环设计允许机构124例如收缩或变形用于将机构124安装在销110与唇部126之间，并且接着膨胀或另外变形以防止销110滑出孔口104,106和销孔90。当然，其它适当的固位机构可用于将销110固持在孔口104,106和销孔90内。

作为备选，可使用用于将销110固持在孔口104,106和销孔90内的其它适当的器件。作为一个实例，材料条可邻近第一孔口104和/或第二孔口106附接于转子盘94的表面，以覆盖孔口；材料条可绕着盘94的表面延伸，使得材料条有助于将相邻叶片74的销110固持就位。还可使用用于将销110固持就位的其它器件。

如上文所述，用于将转子叶片74附接或联接于转子盘94的涡轮转子叶片组件75的附接销110具有至少一个平面表面，如例如底面114，并且限定叶片74的销孔90的多个板层84具有限定销孔90的一部分的销表面91。如图4和5中所示，当销110插入到销孔90中时，销110的底面114邻近销孔90的销表面91。因此，销110和叶片74沿底面114和销表面91对接，使得沿表面承受销110与叶片74之间的接触应力。更具体而言，沿径向方向RD的接触应力的部分可分布在底面114与销表面91之间的表面接触界面之上。因此，销110与叶片74之间的接触应力可相比于具有附接销与叶片之间的线接触的备选设计减小，如例如使用具有带圆形截面的本体的销的设计，其中沿径向方向的应力的分量沿线接触集中，而非分布在表面之上。因此，在示例性实施例中，本体112限定至少一个平面表面；具体而言，本体112限定垂直于径向方向RD延伸的至少一个平面表面。在其它实施例中，本体112限定至少三个平面表面，使得例如本体112具有如图5和7中所示的大致三角形截面形状，或另一大体上多边形的截面形状，但本体112也可具有其它截面形状。在此类实施例中，本体112优选具有垂直于径向方向RD延伸的至少一个平面表面，但其它大致平面表面可与径向方向成角延伸。

具有至少一个平面表面以及更具体而言，垂直于径向方向RD延伸的底面114的本体112的另一个优点在于平面表面给出了在操作期间保持叶片74的位置恒定的选择，例如，不允许叶片74绕着沿销110的纵长中心线延伸的销110的轴线旋转。作为图8中所绘的一个实例，第一塞部分120可限定大体上平面表面121，并且第一孔口104可具有对应于限定表面121的第一塞部分120的形状的形状。表面121防止销110免于在第一孔口104中旋转；即，表面121防止叶片74相对于涡轮转子盘94旋转。此类位置约束关于具有圆形截面的销是不可能的。此外，将容易理解的是，图8中所示的第一塞部分120的形状的变化也可用于防止销110和叶片74的旋转，并且由此保持叶片74的位置恒定。

基于前文，销110和叶片74的各种特征的特定大小可选择成将叶片74上的各种应力(例如，叶片74上的接触/碰撞应力和/或柄应力)减小至期望水平，并且避免依靠CMC材料的层间能力。作为一个实例，可合乎需要的是将CMC叶片74上的接触/碰撞应力限制至近似等于附接销110的剪切应力的值。为了产生粗略等同于销剪切应力的接触应力，底面114的宽度W_surface应当为内接圆I的半径R的近似两倍，其中半径R还为第二塞部分122的半径，如所述，并且销110的底面114的长度L_shank应当近似等于半径R的2π倍，即，

L_shank ≈ 2πR

W_surface≈ 2R。

作为另一个实例，可合乎需要的是将柄应力(即，柄部分82上的拉伸应力)限制至销剪切应力的近似三分之一(1/3)。在此类实施例中，柄部分82的宽度W_shank(图5)应当为半径R的近似三倍，并且柄部分82的长度L_shank(图4)应当为半径R的近似2π倍，即

W_shank≈ 3R

L_shank≈ 2πR。

应当容易理解的是，这些特征的几何尺寸(scaling)，即，销110的底面114的长度L_shank、柄部分82的宽度W_shank以及柄部分82的长度L_shank容易容纳在叶片74、盘94和销110的其它设计约束内。此外，叶片74、销110和/或盘94内或上的各种应力的其它期望限制可在各个构件的各种大小之间产生不同的关系。

尽管上文关于涡扇发动机10的LP涡轮转子叶片74描述，但应当容易理解的是，前述论述还应用于其它燃气涡轮发动机构件。具体而言，以上论述应当理解为应用于涡扇发动机10的HP涡轮转子叶片70和其它适当的构件。

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