Exploration numerique de la friction solide a grande vitesse de glissement par un code explicite 3d entierement dynamique

par CLAUDE MAVEYRAUD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ANNE SORNETTE.

Soutenue en 1998

à Nice .

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  • Résumé

    Nous presentons dans ce memoire de these un modele numerique centimetrique 3d de friction solide specifiquement dimensionne pour les grandes vitesses de glissement. Le modele particulaire, base sur la methode sph, est entierement dynamique et traite les ondes acoustiques. Apres un rappel des lois usuelles de friction et des differents regimes de glissement, nous presentons rapidement les equations hydrodynamiques regies par le code sph. La dissipation est ajoutee aux equations de mouvement des particules sous la forme d'un simple amortissement visqueux. Nous determinons ensuite la gamme des pressions et des vitesses de glissement accessibles tout en restant dans un regime de deformation purement elastique. Nous examinons en detail tous les problemes lies a la mise au point du modele, notamment la construction de l'interface entre patin et substrat ou encore l'elimination des rebonds acoustiques sur les bords des objets. Les simulations realisees sur des surfaces lisses demontrent que la friction croit avec la dissipation. Le coefficient de friction sature vers une valeur limite quand l'amortissement est tres fort. Nous constatons que la friction augmente avec la vitesse dans la gamme des grandes vitesses de glissement, c'est-a-dire entre 1 m/s et 10 m/s. Il existe une transition entre un regime de glissement sans saut dans lequel patin et substrat sont en complete adherence et un regime de deplacement par bonds dont l'amplitude est fonction de la vitesse et du taux d'amortissement. Nous observons un accroissement de la friction avec la taille des asperites des surfaces rugueuses pour un taux d'amortissement fixe optimal. Nous regardons l'evolution du coefficient de friction en fonction de l'angle d'appariement des surfaces en contact. La valeur la plus basse du coefficient de friction est atteinte dans le cas parfaitement incommensurable.

  • Titre traduit

    Solid friction at high sliding velocity : numerical exploration with an explicit fully dynamic 3d code


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Informations

  • Détails : 138 P.
  • Annexes : 100 REF.

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