Approche fractale des effets de la rugosite dans le contact thermique des surfaces metalliques accolees

par CLAUDE LARZABAL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Florin Danes.

Soutenue en 2000

à Nantes .

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  • Résumé

    On propose un modele 3d, geometrique, mecanique et thermique, du contact plan statique entre deux surfaces solides rugueuses. La geometrie fractale des surfaces definie ici se prete a la modelisation de la multiconstriction thermique. L'integration dans ce modele d'une expression de la conductivite thermique effective du gaz interstitiel permet aussi de considerer la part de chaleur transmise par le milieu interstitiel et simultanement de decrire les mecanismes de l'apparition d'un couplage fort entre les voies solide et gazeuse de transmission de la chaleur. On procede sur des echantillons d'alliages metalliques usines par rectification et fraisage a des mesures profilometriques qui montrent que les distributions des hauteurs ne sont pas gaussiennes. Les experimentations thermiques sont realisees sous atmosphere controlee. La determination de la resistance thermique de contact et des conductivites thermiques des demi echantillons est simultanee. Les effets de l'augmentation et de la diminution de la pression mecanique de mise en contact, ainsi que l'influence des pressions gazeuses d'air et d'helium dans le contact thermique sont decrits. L'identification experimentale est basee sur la courbe de abbott des taux surfaciques de chaque surface, sur la rugosite quadratique et sur la dimension fractale de chaque surface. On constate des ecarts entre les calculs numeriques et les resultats experimentaux. L'ondulation peut expliquer les ecarts, car dans le contact reel l'augmentation de la pression apparente appliquee entraine une variation sensible du nombre de contacts alors que le modele prevoit uniquement une diminution du nombre de contacts. On propose alors une methode experimentale d'etude 3d des ondulations de surface. L'utilisation du modele est envisagee pour des taches de contact de forme quelconque et emplacement aleatoire. Il y aura aussi avantage a exploiter les capacites de ce modele a traiter des cas d'anisotropie prononcee.

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Informations

  • Détails : 251 p.
  • Annexes : 56 ref.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1864 bis
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : th.1864
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 00 NANT 2051
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  • Cote : 00 NANT 2051
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