Brevet FR3015592A1 — publié le 20150626

ROTOR COMPORTANT UNE VIROLE AMELIOREE ET PROCEDE DE REALISATION DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention propose un rotor de turbomachine comportant une virole de révolution reliant deux disques adjacents dont la conception a pour but de réduire les contraintes internes que la virole subit lorsque le rotor est en rotation. L'invention propose aussi un procédé de détermination du profil de la virole, afin de limiter les contraintes subies par la virole. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une turbomachine d'aéronef comporte notamment un compresseur haute pression qui est agencé dans une partie avant de la turbomachine, et qui est entrainé par une turbine à haute pression agencée dans une partie arrière de la turbomachine. Le compresseur haute pression comporte plusieurs étages de compression, chaque étage étant notamment constitué de pales mobiles liées au rotor par l'intermédiaire de disques de rotor. Le rotor comporte aussi des viroles qui relient axialement les disques de rotor entre eux afin notamment de transmettre le couple d'entrainement. Chaque virole consiste en un élément de révolution dont chaque extrémité est reliée à une paroi associée d'un disque. En fonctionnement, une virole est soumise à plusieurs contraintes qui sont notamment une contrainte de torsion, une contrainte centrifuge, qui a pour conséquence une déformation radiale vers l'extérieur de la virole, une contrainte axiale, et une contrainte en flexion/cisaillement aux extrémités de la virole. Les contraintes subies par la virole sont plus importantes en certains endroits et les points de concentration importante des contraintes présentent par conséquent un risque accru de rupture. Pour éviter un tel risque de rupture, il a été proposé de modifier le profil de la virole, par exemple en ajoutant de la matière sur la virole, aux endroits présentant une plus grande concentration de contraintes. Ces modifications ont pour principal inconvénient d'augmenter la masse de la virole, et ainsi d'augmenter potentiellement la contrainte centrifuge sur la virole. Le document FR-A-2.940.768 décrit un procédé de remplacement d'une virole qui a été endommagée ou détériorée à la suite des contraintes qu'elle a subies de façon prolongée. Ce document propose notamment de retirer la virole endommagée pour la remplacer par une neuve. Cependant, une telle intervention a des conséquences en termes de résistance mécanique sur les disques, ainsi que sur la distribution des contraintes sur la virole, ce qui peut ainsi amener à un plus grand risque de détérioration de la virole ou des disques. L'invention a pour but de proposer une virole dont la structure permet de limiter les concentrations de contraintes et par conséquent de prolonger sa durée de vie. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose un rotor de turbomachine d'aéronef comportant deux disques de rotor qui sont adjacents et coaxiaux à un axe principal du rotor et comportant une virole de liaison des deux disques de rotor l'un avec l'autre, qui consiste en un élément de révolution coaxial à l'axe principal du rotor et qui s'étend depuis une paroi d'extrémité axiale d'un disque de rotor, qui est située en vis-à-vis de l'autre disque de rotor jusqu'à la paroi d'extrémité axiale de l'autre disque de rotor située en vis-à-vis, dans lequel la virole comporte une paroi interne et une paroi externe, caractérisé en ce que le profil de la paroi interne et de la paroi externe sont définis à partir de la répartitions des contraintes sur les parois intérieure et extérieure sensiblement rectilignes d'une virole de référence, lorsque le rotor est en rotation autour de son axe principal à une vitesse de rotation prédéfinie. Un tel mode de détermination du profil de la virole permet de concevoir une virole d'épaisseur sensiblement constante et similaire à l'épaisseur d'une virole de l'état de la technique. La virole ne comporte ainsi pas de surépaisseur augmentant sa masse. De préférence, un tronçon de la paroi interne de la virole est décalé radialement vers l'intérieur par rapport à un tronçon associé de la paroi interne de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en forte tension, et est décalé radialement vers l'extérieur par rapport au tronçon associé de ladite paroi interne de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en faible tension. De préférence, un tronçon de la paroi externe de la virole est décalé radialement vers l'extérieur par rapport à un tronçon associé de la paroi externe de la virole de référence lorsque ledit tronçon associé est en forte tension, et est décalé radialement vers l'intérieur par rapport au tronçon associé de ladite paroi externe de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en faible tension. De préférence, le décalage radial du profil de la paroi interne et/ou externe obéit à une loi mathématique s'écrivant Dx(y)=k.F(y) /t dans laquelle k est un coefficient de proportionnalité, F(y) est une loi mathématique définie par la répartition de contraintes sur chaque tronçon de la paroi interne ou externe de la virole de référence et t est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée sur ladite paroi de la virole de référence. L'invention propose aussi un procédé de détermination du profil d'une virole d'un rotor de turbomachine, ladite virole s'étendant axialement entre deux disques adjacents du rotor et comportant une paroi radialement interne, une paroi radialement externe, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de détermination de la répartition de contraintes subies par chaque paroi d'une virole de référence dont les parois sont sensiblement rectilignes, lorsque le rotor tourne à une vitesse de rotation prédéfinie et une étape de détermination du profil de chaque paroi par rapport à la paroi interne ou externe de la virole de référence, en fonction de la répartition des contraintes subies par ladite paroi de la virole de référence. De préférence, l'étape de détermination du profil d'une paroi de la virole comporte une étape de détermination d'une loi mathématique définie par la répartition des contraintes subies par la paroi associée de la virole de référence et une étape de détermination d'une loi mathématique définissant le profil de ladite paroi de la virole. De préférence, la loi mathématique définissant le décalage radial du profil de la paroi de la virole s'écrit Dx(y)=k.F(y)/t, dans laquelle k est un coefficient de proportionnalité, F(y) est ladite loi mathématique définie par la répartition de contraintes et t est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée sur ladite paroi de la virole de référence. De préférence, l'étape de détermination du décalage radial du profil de chaque paroi de la virole consiste à décaler radialement un tronçon de la virole dans un sens défini par la différence de contraintes subies par les deux parois du tronçon associé de la virole de référence. De préférence, l'étape de détermination consiste à décaler ledit tronçon dans un sens défini par la paroi du tronçon associé de la virole de référence qui est la plus en tension. De préférence, l'étape de détermination consiste à corriger le profil de la paroi interne de la virole en réduisant la courbure de la paroi interne de la virole au niveau des extrémités axiales de la virole. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une section axiale d'une partie d'un rotor de turbomachine comportant une virole réalisée selon l'invention dans laquelle le coefficient de proportionnalité est égal à 1; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, dans laquelle le coefficient de proportionnalité est égal à 2 ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, dans laquelle la courbure de la face interne de la virole est corrigée ; - la figure 4 est un graphique représentant la répartition de contraintes mesurées sur une virole de référence. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure 1 une partie d'un rotor 10 de turbomachine qui comporte notamment deux disques 12 adjacents qui sont reliés entre eux par une virole 14. La virole 14 consiste en un élément de révolution de forme principale cylindrique ou conique et d'axe principal A. Ici, la virole 14 est de forme globalement conique. La virole 14 est reliée à chacune de ses extrémités axiales 14a à l'un des deux disques 12. De plus, la virole 14 et les disques 12 sont réalisés en une seule pièce. La virole 14 comporte, au niveau de sa portion centrale 14b des léchettes annulaires 16 qui s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe principal A de la virole 14, depuis la paroi externe 14e de la virole 14, et qui coopèrent par frottement avec des blocs de matière abradable portés par le stator (non représentés) pour former des joints d'étanchéité du type à labyrinthe. En fonctionnement, la virole 14 est soumise à un certain nombre de sollicitations, que ce soit en traction, en compression, en torsion et/ou en cisaillement. On a représenté à la figure 4 les ensembles de points représentant les contraintes subies par une virole de référence dont les parois interne 24 et externe 26 sont sensiblement rectilignes. Cette virole de référence est représentée aux figures par les lignes représentant ses parois interne 24 et externe 26. Un premier ensemble de points 20 représente l'évolution des contraintes calculées au niveau de la paroi interne 24 de la virole de référence, en fonction de la position axiale (y) du tronçon de la virole sur lequel porte la mesure (axe des abscisses), le deuxième ensemble de points 22 représente l'évolution des contraintes calculées au niveau de la paroi externe 26 de la virole de référence, en fonction de la position axiale (y) du tronçon de la virole sur lequel porte la mesure. Ainsi, on constate que la paroi interne 24 de la virole de référence est en forte tension au niveau des extrémités axiales de la virole de référence, et est en faible tension, voire en compression au niveau de la zone centrale de la virole de référence. On constate aussi que la paroi externe 26 de la virole est en forte tension au niveau de la zone centrale de la virole de référence et est en faible tension, ou compression au niveau des extrémités axiales de la virole de référence. Le profil de la virole 14 est défini à partir de la répartition des contraintes sur la virole de référence, et plus précisément, le profil de la paroi interne 14i et le profil de la paroi externe 14e sont chacun définis en fonction de la courbe obtenue à partir de l'ensemble de points 20, 22 représentant les contraintes subies par chaque tronçon de la virole de référence. Lorsqu'un tronçon de la paroi interne 24 de la virole de référence est en forte tension, par exemple ici au niveau des extrémités axiales 14a de la virole 14, la position radiale du tronçon correspondant de la paroi interne 14i est décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la paroi interne 24 de la virole de référence, l'amplitude de ce décalage étant globalement proportionnelle à la contrainte subie par ce tronçon de la paroi interne 24 de la virole de référence. Lorsqu'un tronçon de la paroi interne 24 de la virole de référence est en faible tension, par exemple ici au niveau de la zone centrale de la virole, la position radiale du tronçon correspondant de la paroi interne 14i est décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la paroi interne 24 de la virole de référence. Lorsqu'un tronçon de la paroi externe 26 de la virole de référence est en forte tension, par exemple ici au niveau de la zone centrale de la virole de référence, la position radiale du tronçon correspondant de la paroi externe 14e est décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la paroi externe 26 de la virole de référence, l'amplitude de ce décalage étant globalement proportionnelle à la contrainte subie par ce tronçon de la paroi externe 26. Lorsqu'un tronçon de la paroi externe 26 de la virole de référence est en faible tension, par exemple ici au niveau des extrémités axiales 14a de la virole, la position radiale du tronçon correspondant de la paroi externe 14e est décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la paroi externe 26 de la virole de référence. Par conséquent, en se référant au profil de la virole de référence, un tronçon de la virole 14 est décalé radialement vers l'intérieur par rapport au tronçon correspondant de la virole de référence lorsque la paroi du tronçon la plus en tension est la paroi intérieure 24 et vers l'extérieur lorsque la paroi du tronçon la plus en tension est la paroi extérieure 26. L'amplitude de ce décalage radial est définie en fonction de la différence entre la contrainte sur la paroi intérieure 24 et la contrainte sur la paroi extérieure 26. De préférence, l'amplitude du décalage radial est proportionnelle à cette différence de contraintes. Le profil de la paroi interne 14i de la virole 14 correspond à la forme de la courbe déterminée à partir du premier ensemble de points 20. Cette courbe est associée à une loi mathématique Fi(y) qui est par exemple une fonction polynomiale. Le décalage radial Dxi du profil de la paroi interne 14i obéit à une loi mathématique Dxi(y) proportionnelle à la loi mathématique Fi(y) s'écrivant : Dxi(y)=ki.Fi(y) /ti. Dans laquelle ki est un coefficient de proportionnalité et ti est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée sur la paroi interne 24 de la virole de référence. De même, le profil de la paroi externe 14e de la virole 14 correspond à la forme de la courbe déterminée à partir du deuxième ensemble de points 22. Cette courbe est associée à une loi mathématique Fe(y) qui est par exemple une fonction polynomiale. Le décalage radial Dxe du profil de la paroi externe 14e obéit à une loi mathématique Dxe(y) proportionnelle à la loi mathématique Fe(y) s'écrivant : Dxe(y)=ke.Fe(y)/te. Dans laquelle ke est un coefficient de proportionnalité et te est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée' sur la paroi externe 26 de la virole de référence. La valeur du coefficient de proportionnalité ki, ke est déterminée à partir de l'amplitude maximale des contraintes que la virole 14 que l'on souhaite obtenir va subir. A titre d'exemple, la figure 1 représente une virole 14 obtenue lorsque la valeur du coefficient de proportionnalité ki, ke est égal à 1 et la figure 2 représente une virole 14 obtenue lorsque la valeur du coefficient de proportionnalité ki, ke est égal à 2. Comme on peut le constater, la virole 14 représentée à la figure 2 présente un raccordement avec les disques 12 peu harmonieux réduits au niveau de sa paroi interne 14i, c'est-à-dire avec des rayons de raccordement 28 faibles. On a représenté à la figure 3 une variante de réalisation de la virole 14, dans laquelle le raccordement avec les disques 12 est harmonisé, c'est-à-dire que les rayons de raccordement 30 sont plus importants, c'est à dire une courbure moins prononcée.20 REVENDICATIONS1. Rotor (10) de turbomachine d'aéronef comportant deux disques (12) de rotor qui sont adjacents et coaxiaux à un axe principal du rotor (10) et comportant une virole (14) de liaison des deux disques de rotor (10) l'un avec l'autre, qui consiste en un élément de révolution coaxial à l'axe principal du rotor (10) et qui s'étend depuis une paroi d'extrémité axiale d'un disque de rotor (10), qui est située en vis-à-vis de l'autre disque de rotor (10) jusqu'à la paroi d'extrémité axiale de l'autre disque de rotor (10) située en vis-à-vis, dans lequel la virole (14) comporte une paroi interne (14i) et une paroi externe (14e), caractérisé en ce que le profil de la paroi interne (14i) et de la paroi externe (14e), sont définis à partir de la répartition des contraintes sur les parois intérieure et extérieure sensiblement rectilignes d'une virole de référence, lorsque le rotor (10) est en rotation autour de son axe principal à une vitesse de rotation prédéfinie. 2. Rotor (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un tronçon de la paroi interne (14i) de la virole (14) est décalé radialement vers l'intérieur par rapport à un tronçon associé de la paroi interne (24) de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en forte tension, et est décalé radialement vers l'extérieur par rapport au tronçon associé de ladite paroi interne (24) de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en faible tension. 3. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un tronçon de la paroi externe (14e) de la virole (14) est décalé radialement vers l'extérieur par rapport à un tronçon associé de la paroi externe (26) de la virole de référence lorsque ledit tronçon associé est en forte tension, et est décalé radialement vers l'intérieur par rapport au tronçon associé de ladite paroi externe (26) de la virole de référence, lorsque ledit tronçon associé est en faible tension. 4. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le décalage radial Dx du profil de la paroi interne (141) et/ou externe (14e) obéit à une loi mathématique s'écrivant : Dx(y)=k.F(y)) /t, dans laquelle k est un coefficient de proportionnalité, F(y) est une loi mathématique définie par la répartition de contraintes sur chaque tronçon de la paroi interne (24) ou externe (26) de la virole de référence et t est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée sur ladite paroi (24, 26) de la virole de référence. 5. Procédé de détermination du profil d'une virole (14) d'un rotor (10) de turbomachine, ladite virole (14) s'étendant axialement entre deux disques (12) adjacents du rotor (10) et comportant une paroi radialement interne (14i), une paroi radialement externe (14e), caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de détermination de la répartition de contraintes subies par chaque paroi (24, 26) d'une virole de référence, dont les parois (24, 26) sont sensiblement rectilignes, lorsque le rotor (10) tourne à une vitesse de rotation prédéfinie une étape de détermination du profil de chaque paroi (14i, 14e) par rapport à la paroi interne (24) ou externe (26) de la virole de référence, en fonction de la répartition des contraintes subies par ladite paroi (24, 26) de la virole de référence. 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination du profil d'une paroi (141, 14e) de la virole (14) comporte une étape de détermination d'une loi mathématique F(y) définie par la répartition des contraintes subies par la paroi associée (24, 26) de la virole de référence et une étape de détermination d'une loi mathématique Dx(y) définissant le profil de ladite paroi (14i, 14e) de la virole (14). 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la loi mathématique Dx(y) définissant le profil de la paroi (14i, 14e) de la virole (14) s'écritDx(y)=k.F(y))/t , dans laquelle k est un coefficient de proportionnalité, F(y) est ladite loi mathématique définie par la répartition de contraintes et t est la valeur absolue de la plus grande contrainte mesurée sur ladite paroi (24, 26) de la virole de référence. 8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination du décalage radial Dx du profil de chaque paroi (14i, 14e) de la virole (14) consiste à décaler radialement un tronçon de la virole (14) dans un sens défini par la différence de contraintes subies par les deux parois du tronçon associé de la virole de référence. 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination consiste à décaler ledit tronçon dans un sens défini par la paroi (24, 26) du tronçon associé de la virole de référence qui est la plus en tension. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'étape de détermination consiste à corriger le profil de la paroi interne (14i) de la virole (14) en réduisant la courbure de la paroi interne (14i) de la virole (14) au niveau des extrémités axiales (14a) de la virole (14).