Etude numérique et expérimentale du comportement d'un film lubrifiant soumis à un chargement périodique PDF Download
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Book Description
Le chargement dynamique des paliers hydrodynamiques et des amortisseurs à film fluide soumet le film lubrifiant à une action d'écrasement périodique. Cette sollicitation conditionne la portance du film lubrifiant et peut engendrer sa rupture, créant ainsi des conditions sévères de fonctionnement. L'étude approfondie, tant expérimentale que numérique du comportement du film soumis à une action d'écrasement périodique, s'avère donc indispensable pour pouvoir maîtriser les performances de ces dispositifs. Pour ce faire, trois codes de calcul numérique sont développés dans le cadre de cette thèse. Ces codes sont basés sur la théorie de JFO. Les équations établies sont discrétisées en différences finies et en éléments finis. Pour un film d’huile écrasé périodiquement, à faibles fréquences, entre deux surfaces conformes, les prédictions numériques de ces trois codes sont très proches. Par ailleurs, les visualisations numériques de la rupture dans les différents types de contacts ont montré l'impact de la fréquence des oscillations sur l'étendue et la durée de la rupture de film. L'étude expérimentale est conduite via un banc d’essai conçu puis réalisé. Deux modes de rupture de film sont identifiés : la rupture par séparation des gaz saturés et la rupture par séparation due à l'introduction de l’air ambiant. La visualisation de chaque mode est conditionnée par la fréquence des oscillations. La forme de la zone de rupture due à l'introduction de l'air ambiant dépend de la fréquence, de la hauteur du bain d'huile et de la géométrie du contact. Pour les surfaces non conformes, les résultats des modèles numériques sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Les différences constatées dans le cas des surfaces conformes sont dues aux imperfections géométriques et à la souplesse des structures qui composent le dispositif expérimental.
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Le chargement dynamique des paliers hydrodynamiques et des amortisseurs à film fluide soumet le film lubrifiant à une action d'écrasement périodique. Cette sollicitation conditionne la portance du film lubrifiant et peut engendrer sa rupture, créant ainsi des conditions sévères de fonctionnement. L'étude approfondie, tant expérimentale que numérique du comportement du film soumis à une action d'écrasement périodique, s'avère donc indispensable pour pouvoir maîtriser les performances de ces dispositifs. Pour ce faire, trois codes de calcul numérique sont développés dans le cadre de cette thèse. Ces codes sont basés sur la théorie de JFO. Les équations établies sont discrétisées en différences finies et en éléments finis. Pour un film d’huile écrasé périodiquement, à faibles fréquences, entre deux surfaces conformes, les prédictions numériques de ces trois codes sont très proches. Par ailleurs, les visualisations numériques de la rupture dans les différents types de contacts ont montré l'impact de la fréquence des oscillations sur l'étendue et la durée de la rupture de film. L'étude expérimentale est conduite via un banc d’essai conçu puis réalisé. Deux modes de rupture de film sont identifiés : la rupture par séparation des gaz saturés et la rupture par séparation due à l'introduction de l’air ambiant. La visualisation de chaque mode est conditionnée par la fréquence des oscillations. La forme de la zone de rupture due à l'introduction de l'air ambiant dépend de la fréquence, de la hauteur du bain d'huile et de la géométrie du contact. Pour les surfaces non conformes, les résultats des modèles numériques sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Les différences constatées dans le cas des surfaces conformes sont dues aux imperfections géométriques et à la souplesse des structures qui composent le dispositif expérimental.
Author: Eric Tinguy Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 182
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La durée de vie d'une boîte de vitesses est liée en partie au fonctionnement des paliers. La lubrification des roulements permet de maintenir l'équilibre thermique et de séparer les interfaces en contact. Cette étude repose sur la modélisation théorique et expérimentale du fonctionnement d'un roulement conique. Elle apporte une compréhension prédictive du comportement mécanique d'une part, avec le calcul de la raideur du roulement, et énergétique d'autre part, en réalisant le bilan des puissances dissipées au sein d'un roulement pour des sollicitations rencontrées dans les boîtes de vitesses. Le modèle de calcul prend en compte l'influence de la raideur du logement et de la correction de profil des génératrices des bagues et des rouleaux pour l'obtention de la raideur axiale. L'analyse quasi-statique prend en compte le comportement rhéologique visco - non linéaire du lubrifiant pour le calcul des forces et des moments de frottement agissant sur les surfaces des corps roulants et de la cage. Cette modélisation fournit le taux de glissement de la cage et la cinématique réelle des rouleaux, i.e. une vitesse angulaire propre qui diffère selon le corps roulant considéré. Une bonne corrélation est obtenue avec les résultats expérimentaux, pour le couple résistant du roulement. Ce travail constitue une première étape pour prédire la quantité de lubrifiant optimale à apporter au palier.
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CALCUL DU FROTTEMENT DANS UN CONTACT LUBRIFIE BIDIMENSIONNEL. GENERALISATION AUX CONTACTS LUBRIFIES TRIDIMENSIONNELS. SOLUTIONS EXISTANTES POUR LE CALCUL DU FROTTEMENT DANS UN CONTACT ELASTOHYDRODYNAMIQUE. UTILISATION DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS
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La lubrification eX-Poro-HydroDynamique (XPHD) est un mécanisme de lubrification d'inspiration biomimétique. Il s'agit principalement d'un écoulement dans un milieu poreux, dont la phase solide représentée par des fibres, induit des forces élastiques de compression considérées comme négligeables par rapport aux forces hydrodynamiques générées à l'intérieur du milieu poreux. L'idée essentielle de la lubrification XPHD consiste en remplacement du matériau antifriction et du film de fluide mince, traditionnellement utilisé dans les solutions classiques, par une couche poreuse imbibée d'un fluide qui fournit plus grande capacité de charge. Ce type de lubrification représente une solution technologique totalement nouvelle (en rupture avec la solution classique) qui peut permettre de remplacer les lubrifiants pétroliers, de créer des systèmes tribologiques autolubrifiants et donc plus écologiques et moins coûteux. Ce travail de recherche est donc focalisé sur l'évolution des performances de la lubrification XPHD dans le cadre d'un mouvement tangentiel, adapté à l'étude de butées pour faible et moyenne vitesses de rotation. Dans ce contexte scientifique, une étude approfondie d'un matériau poreux présélectionné (mousse en polyuréthane) fut réalisée avec le but de déterminer les caractéristiques physiques et les paramètres cruciaux pour la lubrification XPHD: la porosité et la perméabilité du matériau poreux. Les modèles théorique et numérique de lubrification XPHD proposés se basent sur l'équation de Darcy-Brinkman et les hypothèses de la lubrification classique, ainsi que l'écoulement à l'intérieur du milieu poreux sont prédit avec une nouvelle forme de l'équation de Reynolds. Le banc d'essais spécialement développé permet d'étudier expérimentalement le mécanisme de lubrification XPHD pour des différents types de dislocateur en combinaison avec des liquides newtoniens et nonnewtoniens. Une description détaillée du banc d'essais et de tous les dispositifs expérimentaux utilisés ainsi que la comparaison des résultats de modélisation et des résultats expérimentaux sont présentés.
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L'ETUDE DE LA LUBRIFICATION DES PALIERS COMPLIANTS TELS LES PALIERS DE BIELLE DOIT PRENDRE EN COMPTE LES EFFETS HYDRODYNAMIQUES AINSI QUE LES DEFORMATIONS ELASTIQUES DES STRUCTURES. POUR POUVOIR JUGER DE LA VALIDITE DES MODELES NUMERIQUES EXISTANTS, DES COMPARAISONS AVEC DES PHENOMENES REELS DOIVENT ETRE FAITES. DE TELLES COMPARAISONS NECESSITENT DES DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX COMPLEXES ET L'EMPLOI DE METHODES DE MESURE DELICATES. UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL ORIGINAL A ETE REALISE. CE DISPOSITIF RESPECTE LA CINEMATIQUE DU SYSTEME BIELLE-MANIVELLE ET UTILISE DES MODELES SIMPLIFIEES DE BIELLE. IL FOURNIT DES RESULTATS SUR LES PHENOMENES ELASTOHYDRODYNAMIQUES SOUS CHARGEMENT DYNAMIQUE. LA PHOTOELASTICIMETRIE EST UTILISEE POUR VISUALISER L'ETAT DES CONTRAINTES GENERE DANS LA STRUCTURE DU MODELE DE BIELLE PAR LA PRESSION HYDRODYNAMIQUE. LA CORRELATION D'IMAGES NUMERIQUES EST RETENUE POUR MESURER L'EPAISSEUR DU FILM D'HUILE DANS LE PALIER. LA COMPARAISON AVEC LA MODELISATION NUMERIQUE MONTRE UNE TRES BONNE CONCORDANCE ENTRE LE RESEAU DE FRANGES D'ISOCHROMES VISUALISE EXPERIMENTALEMENT ET CELUI CALCULE NUMERIQUEMENT. QUANT A L'EPAISSEUR DE FILM, LA CONCORDANCE EST BONNE SUR TOUT LE CYCLE SAUF SUR 30\ D'ANGLE DE VILEBREQUIN AVANT ET APRES L'EXPLOSION. CETTE NON-CONCORDANCE EST MISE AU COMPTE DE LA VISCOELASTICITE DU MATERIAU. LA PARTIE NUMERIQUE DE CE TRAVAIL CONSISTE EN L'ETUDE DES PHENOMENES D'ECRASEMENT DU FILM DE LUBRIFIANT, ETUDE RENDUE POSSIBLE GRACE A UNE MODIFICATION DU CODE DE CALCUL EXISTANT. APRES UNE COMPARAISON AVEC UNE ETUDE SIMPLE ANALYTIQUE, QUI VALIDE LE MODELE NUMERIQUE, LE PROBLEME DE LA LUBRIFICATION DES PALIERS DE PIED DE BIELLE EST CONSIDERE ET L'INFLUENCE DES DIVERS CARACTERISTIQUES TELLES QUE L'ELASTICITE DE L'AXE, LA PIEZOVISCOSITE DU LUBRIFIANT, LA POSITION DES CUVETTES D'ALIMENTATION, EST ETUDIEE.
Author: Jean-Louis Barrat Publisher: Cambridge University Press ISBN: 9780521789530 Category : Science Languages : en Pages : 410
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Presenting a unified approach, this book focusses on the concepts and theoretical methods that are necessary for an understanding of the physics and chemistry of the fluid state. The authors do not attempt to cover the whole field in an encyclopedic manner. Instead, important ideas are presented in a concise and rigorous style, and illustrated with examples from both simple molecular liquids and more complex soft condensed matter systems such as polymers, colloids, and liquid crystals.
Author: J. D. Van Der Waals Publisher: Courier Corporation ISBN: 9780486495934 Category : Science Languages : en Pages : 336
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This much-cited thesis by J. D. van der Waals, the recipient of the 1910 Nobel Prize in physics, is accompanied by an introductory essay by J. S. Rowlinson and another work by van der Waals on the theory of liquid mixtures. 1988 edition.
Author: Agnes Buka Publisher: World Scientific ISBN: 1848167997 Category : Science Languages : en Pages : 299
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The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Author: Jerome V. Moloney Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9780387985817 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 270
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Mathematical methods play a significant role in the rapidly growing field of nonlinear optical materials. This volume discusses a number of successful or promising contributions. The overall theme of this volume is twofold: (1) the challenges faced in computing and optimizing nonlinear optical material properties; and (2) the exploitation of these properties in important areas of application. These include the design of optical amplifiers and lasers, as well as novel optical switches. Research topics in this volume include how to exploit the magnetooptic effect, how to work with the nonlinear optical response of materials, how to predict laser-induced breakdown in efficient optical devices, and how to handle electron cloud distortion in femtosecond processes.
Author: Khalid Zarbane
Author: Khalid Zarbane
Author: Eric Tinguy
Author: Bernard Lamy
Author: BRAHIM.. NAJJI
Author: Serguei Kunik
Author: Virgil Optasanu
Author: Jean-Louis Barrat
Author: J. D. Van Der Waals
Author: Agnes Buka
Author: Jerome V. Moloney