Modélisation du régime de lubrification mixte en laminage à froid

A model of mixed lubrification for cold strip rolling

• Auteur / Autrice : Nicolas Marsault
• Direction : Pierre Montmitonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élastoplasticité

Laminage

Résumé

Le frottement joue un rôle essentiel pour la réussite de l'opération de laminage. Il ne doit ni être trop faible pour éviter le patinage et la dégradation de l'état de surface par croissance des rugosités (régime hydrodynamique), ni être trop élevé pour limiter les défauts de la planéité, l'usure des cylindres, ainsi que l'augmentation de la force et du couple de laminage (régime limité). Le régime de lubrification mixte présente un bon compromis pour la conduite de l'opération en milieu industriel. Un modèle de frottement basé sur des variables externes comme la pression d'interface, mais aussi sur des variables internes comme l'épaisseur du film lubrifiant locale ou encore l'aire réelle de contact, a été introduit dans un modèle de laminage 2D par la modélisation de l'interface bande-cylindre en régime mixte. Dans les vallées, c'est l'équation de Reynolds moyenne avec les facteurs d'écoulements, afin de tenir compte de l'effet des rugosités sur l'écoulement du lubrifiant, qui relie de la pression du lubrifiant et de l'épaisseur de film dans l'emprise. Sur les plateaux, un modèle d'écrasement d'aspérités modèles longitudinales, qui tient compte de la plasticité du substrat, permet le calcul de l'aire réelle de contact et de la pression aux niveaux des aspérités. Le modèle distingue deux types de régimes mixtes. Aux basses vitesse, le régime est dit mixte à tendance limite et c'est l'équation d'écrasement d'aspérités qui contrôle le frottement. Aux vitesses élevées, le régime est dit mixte à tendance hydrodynamique et c'est l'équation de Reynolds qui contrôle le frottement. L'évolution du frottement moyen dans l'emprise en fonction de la vitesse de laminage (courbe de Stribeck) a été calculée à partir du modèle.