Comportement dynamique des roulements à billes

= Dynamical behaviour of ball bearings

• Auteur / Autrice : Bruno Mevel
• Direction : Jean-Louis Guyader
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoutique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théories non linéaires

Vibrations

Roulements à billes

Résumé

Le comportement dynamique d'un roulement à billes est étudié grâce à un modèle théorique et à une série d'expériences. Une des conclusions attendues, de cette étude, concernait l' influence des défauts sur les vibrations engendrées par le roulement. Mais le problème n'est pas simple puisqu'il fait appel à la dynamique des systèmes fortement non-linéaires et qu'il a été nécessaire d'utiliser des outils de la physique des phénomènes chaotiques pour comprendre les mouvements. On a décrit les routes vers le chaos, qui apparaissent en fonction de la vitesse de rotation et des caractéristiques de jeux et d'amortissement, soit par cascade de sous-harmoniques ou par mouvements quasi-périodiques. Une expérimentation a permis de visualiser certaines des bifurcations prévues par la théorie. Un logiciel de simulation des vibrations de roulements à billes avec défauts géométriques des constituants a résulté de l'analyse, la confrontation à l' expérimentation s'est avérée excellente. L'étude a permis de montrer les effets de masque de certains défauts par rapport à d'autres et donc au stade industriel d'agir sur le procédé de fabrication induisant le défaut à effet dominant.

The dynamical behaviour of a ball bearing is studied through a theoretical model and some experiments. One of the expected issues was the evaluation of the vibration generated by the geometrical imperfections of bearings. But the problem is not easy because the bearing is a highly non-linear system and the techniques of the chaotic physics were used to describe the motions. The routes to chaos were described as functions of the rotational speed, the damping factor and the internal clearance of the bearing, they are the cascade of sub-harmonic and the quasi-periodic routes. An experiment was carried out and showed some of the bifurcations scheduled by theory. A program was achieved to simulate the vibration of bearing including its geometrical imperfections and the comparison with experiments was excellent. Our study showed that some of the defects are masked by predominant imperfections and therefore the fabrication process to be improved.