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Instabilités vibratoires dans un contact frottant en présence d’hétérogénéités de matériau et de surface

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 10-12-2013
auteur(s) Bonnay Kevin
jury P. Dufrenoy, G. De Saxce, J.F. Brunel, V. Magnier, J. Fortin, D. Nélias, J.J. Sinou, M. Abbas
école Université de Lille 1
  
résumé Les contacts frottants sont réputés particulièrement complexes à appréhender en raison des nombreux phénomènes physiques étroitement couplés (mécanique, dynamique, thermique, …), intervenant à différentes échelles (du 3ème corps d’interface à l’échelle du système).
L’objectif de ce travail est de franchir un cap dans l’identification des conditions d’occurrence des instabilités de contact, qu’elles soient dynamiques ou thermiques, en introduisant une modélisation du contact frottant permettant de considérer les hétérogénéités de surface. Dans cette thèse, différentes échelles d’hétérogénéités sont prises en compte allant de la structure jusqu’à celle des plateaux de contact. L'ondulation de disque ainsi que l’hétérogénéité lié à la composition des matériaux de friction sont aussi prises en compte dans des études spécifiques. La stratégie optée exploite un modèle élément fini et un modèle semi-analytique « simplifié » permettant de réaliser des études transitoires et des analyses modales complexes d’un système pion-disque simplifié CRISMAT, développé au laboratoire pour les études de crissement. La méthode des maillages incompatibles a été utilisée pour l’aspect multi-échelles de l’étude.
Ce travail a permis de proposer une hiérarchie de criticité des différentes hétérogénéités sur les aspects dynamiques notamment. En effet, l’échelle d’influence sur le comportement vibratoire est finalement liée aux différentes longueurs caractéristiques des hétérogénéités. Ceci étant fortement lié à la distribution de pression obtenue à l’interface de contact. Ce travail semble mettre en évidence une échelle critique en dessous de laquelle les hétérogénéités ont très peu d’influence.
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