Contribution à l'étude de la lubrification d'un contact de matériaux à faible module d'élasticité en régime hydrodynamique et élastohydrodynamique PDF Download

Author: Henry Roger Rabehanta
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Languages : fr
Pages : 346

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Author: Florian Bremond
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Languages : fr
Pages : 149

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L’appauvrissement en lubrifiant d’un contact élasto-hydrodynamique peut menacer la pérennité du film interfacial séparant les surfaces, entraîner l’augmentation des forces de frottement et l’endommagement rapide du tribosystème. Industriellement, la volonté de réduire les quantités de lubrifiant embarquées et de limiter les opérations de maintenance favorisent la sous-alimentation. L’objectif de cette thèse est de contrôler l’alimentation d’un contact EHD sous-alimenté par une texturation de surface multi-échelle, afin d’assurer une lubrification minimale à l’interface. Une démarche scientifique s’appuyant sur la dissociation des échelles spatiales, temporelles ainsi que sur l’analyse des contributions des écoulements dans les différentes zones du contact a été mise en oeuvre. La compréhension de l’interaction laser/matière en irradiation ultra-brève a permis de générer des texturations nanométriques (ripples) et micrométriques (ondulations et réseaux de cavités) à l’aide d’un laser femtoseconde. La contribution de chaque échelle topographique sur la lubrification d’un contact a été étudiée. Lorsque les forces hydrodynamiques sont faibles (contact statique), l’alimentation d’un contact résulte d’une compétition entre une contribution capillaire et une contribution visqueuse. La macro géométrie des solides déformés ainsi que la viscosité pilotent au premier ordre la propagation du lubrifiant à l’extérieur de la zone haute pression. L’imbibition de la zone de Hertz n’est possible qu’avec l’introduction d’une surface nanotexturée et sa cinétique dépend de l’orientation et de l’amplitude des ripples. Pour des nombres capillaires élevés (contact dynamique), un critère de prédiction de l’apparition de la sous-alimentation a été établi. En présence de réseaux de cavités et sous l’action d’un cisaillement interfacial, les surfaces texturées possédant une capacité de rétention élevée réalimentent la zone de haute pression. Le volume piégé envahit alors le contact puis crée une surépaisseur de lubrifiant qui protège les solides de l’endommagement tout en limitant l’augmentation du frottement. Les texturations nanométriques (ripples) et micrométriques, anisotropes et périodiques, modifient l’équilibre entre les débits de réalimentation et les débits de fuite. Une orientation adaptée des motifs peut contenir le drainage du lubrifiant dans le contact et ainsi empêcher ou retarder l’apparition d’un régime de sous-alimentation totale. Au final, chaque échelle topographique contribue à la réalimentation d’un contact sousalimenté, soit en favorisant l’expansion des réservoirs latéraux, soit en apportant localement du lubrifiant, ou en maintenant un film fluide résiduel sur les surfaces.

Author: VIOLAINE.. CAHOUET
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Languages : fr
Pages : 160

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LES METHODES DE FABRICATION UTILISANT DES PROCEDES DE MISE EN FORME AVEC LUBRIFICATION SONT TRES UTILISEES DANS LE MONDE INDUSTRIEL. LA SIMULATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DES SOLIDES ET DU LUBRIFIANT MIS EN JEU REPRESENTE UN MOYEN MANIABLE ET PERFORMANT POUR L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DE CES PROCESSUS. CETTE ETUDE PROPOSE LA REALISATION D'UN LOGICIEL DE RESOLUTION PAR ELEMENTS FINIS DE LA LUBRIFICATION PLASTO-HYDRODYNAMIQUE PERMETTANT LA MODELISATION DES PROCEDES DE MISE EN FORME AVEC LUBRIFICATION. CE CODE DE CALCUL REPOSE SUR LE COUPLAGE DE L'ANALYSE DE LA LUBRIFICATION HYDRODYNAMIQUE AVEC L'ETUDE DES DEFORMATIONS ELASTO-PLASTIQUES DES SOLIDES. L'ETUDE DE LA LUBRIFICATION HYDRODYNAMIQUE NECESSITE LA RESOLUTION SUCCESSIVE DES PROBLEMES HYDRODYNAMIQUES DIRECT ET INVERSE ET DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES SONT PROPOSEES AVEC UNE METHODE DE RESOLUTION DIRECTE ET UNE METHODE DE RESOLUTION INDIRECTE. L'APPLICABILITE DU COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE DEVELOPPE EST DEMONTREE AVEC L'ETUDE D'UN PROCEDE DE MISE EN FORME INDUSTRIEL : L'ETIRAGE.

Author: Jérôme Molimard
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Languages : fr
Pages : 1999

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La qualité des tôles mises en forme par laminage à froid dépend grandement du contact entre la tôle, le lubrifiant et les cylindres du laminoir. L'exigence de qualité conduit à privilégier une lubrification en régime mixte, pour laquelle des interactions entre aspérités ont lieu. Le rôle du lubrifiant et surtout de ses additifs est alors essentiel pour protéger les surfaces. Ce travail propose d'étudier le comportement du lubrifiant lorsque la hauteur de film est très faible et mettre ainsi en évidence le rôle de certains additifs. Pour cela, une nouvelle technique de mesure de hauteur, couplant la visualisation classique du contact ponctuel par interférométrie avec un procédé original de traitement d'images a été développé. Des tests réalisés avec un contact statique montrent que la gamme de hauteur de lubrifiant accessible s'étend de 1 à 800 nm. En outre, des cartographies à l'échelle locale sont présentées dans le cas d'un contact dynamique lubrifié ou d'un contact statique fortement perturbé. Cette technique est utilisée tout d'abord pour l'étude de lubrifiants de laboratoire en régime élastohydrodynamique ou en régime de lubrification en film mince. La comparaison de nos résultats avec des données bibliographiques, des modèles numériques ou une technique d'analyse d'images différente permet la validation des méthodes développées. Des essais sont ensuite conduits sur deux lubrifiants industriels. Selon que des additifs soient ajoutés ou non, le comportement en film mince est différent. En leur présence, une limite inférieure de hauteur apparaît (2 à 3 nm) et la génération de film peut devenir plus importante sur une faible plage de hauteur (R40 nm.). Une modélisation est proposée. Elle prend en compte un phénomène de ségrégation et/ou un phénomène d'adsorption assurant la protection des surfaces. Les résultats trouvés sont cohérents avec les études d'autres lubrifiants réalisées avec des machines de force de surface ou par analyse spectrale de la lumière.

Author: Philippe Reynaud
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Languages : fr
Pages : 166

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L'ETUDE CONCERNE LA LUBRIFICATION LIQUIDE DES CONTACTS HERTZIENS EN AMBIANCE SPATIALE. LES DIFFICULTES PROVIENNENT PRINCIPALEMENT DES EFFETS DE LA FAIBLE PRESSION AMBIANTE. CES EFFETS LIMITENT LE CHOIX DES LUBRIFIANTS ET AMPLIFIENT LES CONSEQUENCES DES DEFAILLANCES DE LA LUBRIFICATION QUI SE TRADUISENT IMMEDIATEMENT PAR DES SOUDURES FROIDES QUI ENTRAINENT LE BLOCAGE DES MECANISMES. POUR SE PREMUNIR CONTRE CETTE AVARIE, IL EST NECESSAIRE DE SEPARER LES CORPS EN CONTACT OU PREMIERS CORPS, C'EST LE ROLE DU LUBRIFIANT OU TROISIEME CORPS. LORSQUE POUR DES RAISONS, DE CINEMATIQUE, DE GEOMETRIE, DE CHARGE, DE VITESSE..., UN FILM SEPARATEUR NE SE FORME PAS, DES PALLIATIFS DOIVENT ETRE TROUVES, C'EST L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL. POUR CELA ET A PARTIR D'UN TRIBOMETRE EXISTANT, UN DISPOSITIF A ETE CONCU POUR SIMULER ET VISUALISER SOUS VIDE LA PRESENCE D'UN FILM DE LUBRIFIANT DANS DES CONTACTS FONCTIONNANT DANS LES CONDITIONS DES MECANISMES SPATIAUX. PARTANT DE LA CONDITION IDEALE DE SEPARATION QUI EST LA LUBRIFICATION ELASTOHYDRODYNAMIQUE, LES SIMULATIONS ONT PERMIS D'EVALUER LES EFFETS DE LA MICRO-GEOMETRIE ET DE LA VITESSE DES PREMIERS CORPS, DE LA VISCOSITE, DE LA MOUILLABILITE ET DE LA GRANULOMETRIE D'ADDITIFS SOLIDES DANS LE TROISIEME CORPS. LES PALLIATIFS PORTENT SUR LES TROIS ELEMENTS DU TRIPLET TRIBOLOGIQUE: LE MECANISME, ADAPTATION DE LA CINEMATIQUE; LES PREMIERS CORPS, ADAPTATION DE LEUR NATURE ET DE LEUR MICRO-GEOMETRIE; LE TROISIEME CORPS, ADDITIVATION ET CRITERES D'ELABORATION D'UN LUBRIFIANT SPECIFIQUE

Author: Philippe Bouré
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Languages : fr
Pages : 153

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Durant ces dix dernières années, l'utilisation de fils à haute limite élastique et l'accroissement de la productivité ont conduit à des conditions extrêmes de pressions et de vitesses dans l'opération de tréfilage de fils d'acier laitonné. Dans ces conditions, la maîtrise de la lubrification et de l'usure du contact entre le produit et l'outil devient fondamentale dans l'optimisation du procédé. Cette étude s'intéresse à la génération d'un film interfacial avec les émulsions employées pour lubrifier le contact. Le comportement rhéologique et l'adhérence aux parois dans la zone d'entrée du contact gouvernent les conditions de formation du film lubrifiant pénétrant dans l'interface. L'étude du comportement du lubrifiant dans cette zone soumise à un régime de lubrification élastohydrodynamique est un paramètre clé pour la compréhension de la lubrification du contact. Les mesures expérimentales effectuées à l'aide d'un tribomètre élastohydrodynamique et complétées par des analyses chimiques montrent que la transformation de la structure des phases organisées des émulsions de tréfilage au cours de leur utilisation est une condition nécessaire à la formation d'un film lubrifiant. Les propriétés rhéologiques de ce film sont évaluées à l'aide d'un modèle développé à partir de l'analyse de l'alimentation du contact. L'hypothèse d'intéractions électriques entre les particules lubrifiantes et les surfaces métalliques est avancée pour expliquer les conditions d'adhérence ou de glissement du film à la paroi des solides en contact. Enfin, Les mécanismes de formation du film lubrifiant et les phénomènes conduisant à sa rupture sont reliés au processus réel de tréfilage et en particulier à l'usure des filières, étudiée à l'aide d'essais in situ sur machine de tréfilage instrumentée. Cette étude montre que l'interaction entre les transferts sur la surface des outils et le lubrifiant est un paramètre clé dans la lubrification du contact et la réduction de l'usure. Une approche mécanique globale est développée et montre que le régime de lubrification évolue d'un régime plastohydrodynamique à un régime limite lorsque les conditions de contact sont plus sévères, dans les dernières passes du procédé. Enfin, à partir de ces diverses observations, des hypothèses sur les mécanismes d'usure des filières sont avancées.

Author: PHILIPPE.. PRAT
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Languages : fr
Pages : 168

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CE TRAVAIL CONCERNE LA LUBRIFICATION FLUIDE DE MECANISMES EMBARQUES SUR SATELLITES. IL EST CONCENTRE SUR L'ETUDE DU LUBRIFIANT, EN PARTICULIER SUR SON APTITUDE A POUVOIR REALIMENTER LES ZONES DE CONTACT. L'APPROCHE A ETE SCINDEE EN TROIS CONTRIBUTIONS PRINCIPALES : - TOUT D'ABORD NOUS AVONS ISOLE LE TROISIEME CORPS FLUIDE ET ETUDIE SON COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE. L'INFLUENCE DES DIFFERENTS COMPOSANTS DES LUBRIFIANTS SUR LA VISCOSITE APPARENTE, LE SEUIL D'ECOULEMENT OU LEURS PROPRIETES ELASTIQUES A ETE MONTREE ET EXPLICITEE, - LES INTERACTIONS LUBRIFIANTS/SURFACES ONT ETE ETUDIEES A TRAVERS DES EXPERIENCES DE MIGRATION THERMOCAPILLAIRE, QUI CONSTITUENT UNE SOURCE IMPORTANTE DE DESALIMENTATION. DES COMPORTEMENTS TRES DISTINCTS ONT ETE NOTES POUR LES DEUX HUILES DE BASE. LES MIGRATIONS OBSERVEES DANS LE CAS DE SUSPENSIONS SONT RESTEES BEAUCOUP PLUS LIMITEES. - ENFIN, ON S'EST INTERESSE AU FONCTIONNEMENT D'UN CONTACT LUBRIFIE ET DE SON VOISINAGE. LES MECANISMES DE REALIMENTATION DES SUSPENSIONS ET DE LEURS HUILES DE BASE ONT ETE OBSERVES. IL A ETE EGALEMENT MONTRE QUE LES PARTICULES PRESENTES DANS LES SUSPENSIONS PEUVENT APPORTER UN RELAIS EFFICACE A LA LUBRIFICATION LIQUIDE. FINALEMENT, A TRAVERS LA TRANSPOSITION DE CES ACQUIS ANALYTIQUES A L'ETUDE DE LA LUBRIFICATION FLUIDE DES ROULEMENTS COMPLETS, ON EST EN MESURE D'UNE PART, D'EN AMELIORER LE FONCTIONNEMENT ET D'AUTRE PART, DE PROPOSER D'AUTRES THEMES DE RECHERCHE DANS CE DOMAINE.

Author: Bernard Lamy
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Languages : fr
Pages : 152

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Author: Eduard Antaluca
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Languages : fr
Pages : 180

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L'objectif du travail présenté était de développer une méthode alternative à la méthode des éléments finis pour le calcul d'un contact roulant élasto-plastique avec frottement. Le modèle semi-analytique tri-dimensionnel proposé est construit à partir d'un modèle existant. On a d'abord remplacé le module initial de résolution du problème de contact par un module basé sur les méthodes du gradient conjugué (GC) et des transformées de Fourier discrètes (DC-FFT). On a ensuite introduit les effets tangentiels dans le module élasto-plastique pour étudier le cas d'un chargement normal et tangentiel combiné. Dans le même temps nous avons amélioré les procédures numériques en particulier par l'utilisation d'un algorithme de "return mapping" avec un prédicteur élastique et un correcteur plastique pour le module élasto-plastique.La méthode est limitée au cas des petites déformations ce qui permet toutefois de traiter les problèmes de contact pour les matériaux à haute limite d'élasticité (une pression de Hertz de 8 GPa produit une déformation plastique équivalente de 2% pour l'acier 100Cr6 et un contact sphère/sphère).Le modèle semi-analytique 3D a été validé par comparaison avec des simulations éléments finis. L'avantage principal de cette méthode sur les méthodes Eléments Finis conventionnelles est la diminution significative des temps de calcul, rendant possible l'étude de contacts tri-dimensionnels en régime transitoire même si des rugosités et/ou indents sont présents. Les moyens permettant ce gain de temps sont (i) la limitation du maillage volumique aux seules zones déformées plastiquement permettant ainsi une grande économie de mémoire, et (ii) l'utilisation des méthodes accélératrices GC et DC-FFT pour le calcul des contraintes et des déformations plastiques. L'état des contraintes après un chargement vertical puis après décharge a été étudié dans le cas d'un problème avec et sans frottement. La contribution de la plasticité a été identifiée.

Author: Mihaita Matei
Publisher: Library and Archives Canada = Bibliothèque et Archives Canada
ISBN: 9780494047897
Category :
Languages : fr
Pages : 364

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