Modélisation numérique temporelle d'un contact frottant : mise en évidence d'instabilités locales de contact : conséquences tribologiques

= Temporal numerical modelisation of a contact with friction : Highlight of the local instabilities in the contact : Tribological consequences

• Auteur / Autrice : Vannina Linck
• Direction : Laurent Baillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LaMCoS, Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Solides, UMR 5514 (INSA Lyon ; 2003-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthode des éléments finis

Tribologie (technologie)

Frottement

Mécanique du contact

Résumé

Le contact avec frottement de deux corps peut générer des phénomènes de vibration et d'usure. Les conditions globales de contact (vitesses, pressions appliquées) étant généralement stables, elles ne permettent pas d'expliquer ces phénomènes. Une étude temporelle de la dynamique locale de contact (vitesses de glissement locales, contraintes de contact locales. . . ) ainsi que de l'état tribologique local des surfaces (adhérence, glissement ou décollement) a mis en évidence l'apparition d'instabilités (présence de zones de contact adhérentes, glissantes ou décollées) au niveau du contact malgré des grandeurs globales et un coefficient de frottement local constants. Les pressions et les vitesses locales sont alors plus importantes que les grandeurs globales appliquées. Ces instabilités se caractérisent par la propagation dans le volume d'ondes générées dans le contact. Les régimes d'instabilités peuvent être différents en fonction du mécanisme, des matériaux. . . (régimes de type adhérence-glissement, adhérenceglissement- décollement ou glissement-décollement). Les conséquences tribologiques (dissipation de chaleur, impacts, pressions. . . ) ainsi que la valeur du coefficient de frottement global (loin du contact) varient suivant le régime d'instabilités développé à l'interface.

The contact with friction between two bodies can lead to the phenomena of vibration and wear. The global contact conditions (velocities, load) are usually stable, and thus cannot explain these phenomena. A temporal study of the local contact dynamics (local velocities, local contact stresses…) and of the tribological state of the contact interface (sticking, slipping or separated) highlighted the generation of instabilities (presence on the contact surface of sticking, sliding or separation zones) in the contact despite constant global parameters and a constant local friction coefficient. Due to the instabilities, the local velocities and pressures are greater than the applied ones. The instabilities are characterized by the propagation in the volume of the wave generated at the interface. The regime of the instabilities can be different due to the material, the mechanism… (regime of stick-slip, stickslip- separation or slip-separation). Tribological consequences (heat dissipation, impact, pressure…) are different from one regime to another.