Experimental Investigation of a Foil Bearing Structure with a Polymer Coating under Dynamic Loads

This paper presents the results of research on the structural elements of a prototypical foil bearing in terms of its dynamic loads. In the framework of dynamic tests, several dozens of measurement series were carried out on a test rig specially prepared for this purpose. Dynamic excitations were applied using an electromagnetic exciter that enables changing the amplitude and frequency of the excitation force. Owing to this, it was possible to determine characteristics of the tested system in a wide range of loads and frequencies. A value of 400 Hz was assumed as the upper limit of the excitation frequency. The test rig enabled considering the direction of dynamic loads, which, as it turned out, had a significant impact on the obtained results. The research findings show that both the amplitude and frequency of an excitation force have a major impact on the stiffness and damping of the structural part of the foil bearing. The results of dynamic load tests complement the results of static tests performed earlier.

Przedstawiono wyniki badań elementów strukturalnych prototypowego łożyska foliowego w zakresie obciążeń dynamicznych. W ramach badań dynamicznych przeprowadzono kilkadziesiąt serii pomiarowych na specjalnie do tego celu przygotowanym stanowisku badawczym. Wymuszenie dynamiczne było realizowane za pomocą wzbudnika elektromagnetycznego, umożliwiającego zmianę amplitudy i częstotliwości siły wymuszającej. Pozwoliło to na wyznaczenie charakterystyk badanego układu w szerokim zakresie obciążeń i częstotliwości. Jako górną granicę częstotliwości wymuszenia przyjęto 400 Hz. Zastosowane stanowisko laboratoryjne pozwoliło na uwzględnienie różnych kierunków działania obciążenia dynamicznego, co, jak się okazało, miało istotny wpływ na uzyskiwane wyniki. Przeprowadzone badania wykazały, że zarówno amplituda, jak i częstotliwość wymuszenia mają bardzo duży wpływ na sztywność i tłumienie strukturalnej części łożyska foliowego. Wyniki badań w zakresie obciążeń dynamicznych stanowią uzupełnienie wcześniej przeprowadzonych testów statycznych.