Application des superalliages aux disques de frein ferroviaires

Using of superalloys for railway braking discs

• Auteur / Autrice : Hervé Bartys
• Direction : Jean-Paul Bricout
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages réfractaires

Tribologie (technologie)

Freins à disque

Trains

Résumé

Le transport ferroviaire connaît une évolution rapide et les exigences sont accrues en termes de sécurité, de fiabilité, de confort et de réduction des coûts de maintenance. Cette évolution passe par un système de freinage à performances améliorées nécessitant des approches adaptées et l'utilisation de matériaux aptes à résister aux conditions de vitesse de glissement, de puissance à dissiper et de température instantanée atteinte. Les exigences fonctionnelles du frein sont multiples et souvent contradictoires et le choix des matériaux constitutifs est complexe. L'étude concerne la caractérisation et l'optimisation de disques de frein revêtus de superalliages associés à une garniture céramique développée au LAMIH. Des méthodes de caractérisation dynamiques (tribologie de freinage) et quasi-statiques (fiabilité des interfaces substrat/revêtement) en similitude avec une configuration réelle (freinage TGV) reposant sur des modélisations analytiques et numériques ont été développées.

An increasing development of the Railway transportation lead to important requirements in term of the security, the reliability, the passagers comfort and the reduction of maintenance costs. Better performances of braking device are so involved with specific design approaches and friction materials suited to sliding velocity conditions, dissipative power and maximal transient temperature. Functional requirements of braking device are often contradictory and frictional materials selection is difficult. The study is relative to the characterisation and the optimisation of the braking discs coated with superalloy and LAMIH's specific ceramic pad. Dynamic characterisation (braking tribology) and quasi-static (reliability of coating/substrat bonding) methods are use with a similarity factor towards train braking device (TGV braking) ; to that effect, numerical and analytical models have been developped.