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Influence des garnitures de frein sur les sollicitations thermiques des disques TGV et conséquences sur les risques de fissuration

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 17-12-2009
auteur(s) Wicker Paul
jury Degallaix G.; Dufrenoy P.; Lieurade H.P..; Sonsino C.M.; Remy L.; Dang Van K.; Constantinescu A.; Thomas J.J.
école Ecole Centrale de Lille
  
résumé L’occurrence en service commercial de fissures macroscopiques dans certains disques de frein TGV a pu être reliée au type de garniture utilisé. L’objectif de cette thèse est de comprendre cette relation, d’identifier les paramètres d’influence et de proposer des voies d’amélioration pour la conception de garnitures à risque de fissuration réduit.
Le comportement thermique de quatre couples disque-garnitures est d’abord analysé par le biais d’une campagne expérimentale de freinage originale. Elle met en évidence différents types de localisations thermiques et permet d’identifier des signatures thermiques caractéristiques des garnitures.
Le lien entre localisations thermiques et risques de fissuration est ensuite établi à l’aide d’une modélisation thermomécanique. Des indicateurs tenant compte des caractéristiques spatiales et temporelles des localisations thermiques ainsi que des niveaux de température atteints sont proposés. Ils permettent de classer les garnitures testées dans un graphe de « criticité ».
Enfin, une étude d’influence des caractéristiques mécaniques et thermiques des garnitures sur les localisations engendrées permet de dégager des préconisations et des voies d’amélioration pour la conception de nouvelles garnitures. La caractérisation expérimentale du comportement de deux nouvelles garnitures, l’une s’approchant le plus des préconisations faites, l’autre s’en éloignant fortement, montre la pertinence de l’approche développée et la validité des préconisations.
mots clés freinage, disque, garniture, localisation thermique, fatigue, fissuration.
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