Nonlinear Torsional Dynamics of Star Gearing Transmission System of GTF Gearbox
Nonlinear Torsional Dynamics of Star Gearing Transmission System of GTF Gearbox
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GTF齿轮箱星形齿轮传动系统的非线性扭转动力学
DOI：
10.1155/2020/6206418
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发表时间：
2020-06
影响因子：
1.6
通讯作者：
Rupeng Zhu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Siyu Wang;Rupeng Zhu
考虑时变啮合刚度、综合误差以及齿轮和花键齿侧间隙的分段非线性，建立了GTF发动机星星齿轮-转子耦合传动系统的扭转非线性动力学模型。采用龙格-库塔数值积分法，对输入转速、齿侧间隙、阻尼比和综合啮合误差等分叉参数下的动力响应进行了求解、分析和图解。通过全局分岔、FFT谱、Poincaré映射、相图等分析方法，识别了星星齿轮系统的运动和各种非线性动力学特性。结果表明，该星星齿轮-转子系统具有丰富的扭转非线性行为，包括多周期、拟周期和混沌运动。此外，通过准周期性，周期加倍的情况下，和突变的道路混沌演示。研究结果为GTF传动系统的扭转动力学分析提供了理论依据，为齿轮传动系统的设计和控制提供了参考。
Considering time-varying meshing stiffness, comprehensive errors, and piecewise backlash nonlinearities of gear and spline, a torsional nonlinear dynamic model of star gear-rotor coupling transmission system of (Geared Turbofan Engine) GTF aeroengine is established. By using the Runge–Kutta numerical integration method, the dynamic responses are solved, analyzed, and illustrated with the bifurcation parameters including input rotational speed, gear backlash, damping ratio, and comprehensive meshing errors. The motions of the star gearing system and diverse nonlinear dynamic characteristics are identified through global bifurcation, FFT spectra, Poincaré map, and the phase diagram. The results reveal that the star gear-rotor system exhibits abundant torsional nonlinear behaviors, including multiperiodic, quasi-periodic, and chaotic motions. Furthermore, the roads to chaos via quasi-periodicity, period-doubling scenario, and mutation are demonstrated. These results provide an understanding of undesirable torsional dynamic motion for the GTF transmission system and provide a reference for the design and control of gear system.
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