Mecanique des couches minces elastoplastiques en tribologie : une approche numerique

par YANTAO SUN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Bernard Fantino.

Soutenue en 1990

à Lyon, INSA .

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Résumé

Dans un grand nombre de mecanismes, des mouvements relatifs existent entre surfaces en contact, endroit ou apparaissent frequemment des avaries entrainant leur deterioration. Pour limiter les problemes de frottement sec et d'usure quand les deux massifs de base sont en contact direct, on est souvent amene a intercaler entre eux une couche tres mince dont les proprietes mecaniques sont differentes de celles des massifs choisie en fonction de ses proprietes mecaniques pour adapter facilement les deplacements. Cette couche mince a une faible resistance au cisaillement et engendre ainsi une tres bonne propriete de surface. On etudie ici l'influence des proprietes mecaniques de la couche mince sur les variations des caracteristiques mecanique du contact. Cette etude est faite pour une couche elastoplastique a l'aide de la methode des elements finis. Une categorie d'elements speciaux est proposee qui s'adapte a la geometrie des couches minces; un code de calcul a ete developpe en incorporant ces elements speciaux. La formulation lagrangienne reactualisee est utilisee pour tenir compte des grandes deformations. Sur le plan des applications, deux problemes de couches minces sont traites: 1) le modele a trois corps ou l'on montre que le troisieme corps joue un role de lubrifiant solide dans l'adaptation des deplacements des premiers; 2) l'influence d'un revetement mou sur le comportement dynamique d'un palier elastohydrodynamique. Des etudes parametriques par rapport a differents facteurs rheologiques et geometriques de la couche mince montrent qu'il n'existe pas d'epaisseur optimale de celle-ci

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