Modélisation de l'usure superficielle dans les contacts roulants : mise en place des méthodes adaptées au cas non stationnaire des contacts came galet

par Anissa Eddhahak-Ouni

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Luc Chevalier.

Soutenue en 2006

à l'Université de Marne-la-Vallée .


  • Résumé

    La simulation de l’usure dans les contacts roulants est considérée l’une des plus grandes préoccupations des concepteurs et des industriels. Afin de pouvoir prolonger la durée de vie de leurs systèmes mécaniques, un outil de prédiction de l’usure doit être développé. Ce travail de recherche a pour but de mettre en place une approche simplifiée pour la description de l’évolution de l’usure dans les pistes des cames des souffleuses des bouteilles plastiques fabriquées par Sidel. La forme cycloïdale de la came commande le roulement du galet et régit ainsi la cinématique du système d’ouverture/fermeture des moules. De ce fait, la vitesse de rotation du galet et l’effort de contact came/galet ne sont pas stationnaires et il est intéressant de pouvoir reproduire ces phénomènes transitoires et décrire le profil usé des solides en contact dans un régime non stationnaire. Dans un premier temps, nous abordons l’étude en présentant une approche simplifiée pour résoudre le problème de contact roulant en régime stationnaire. La pertinence de la méthode est prouvée en la confrontant à l’approche exacte et en la testant sur différents cas critiques…Ensuite, nous étendons cet outil au cas transitoire en prenant en compte l’aspect dynamique des solides en contact. Le modèle transitoire construit est puissant en temps de calcul et ses résultats sont en cohérence avec la réalité. L’exemple industriel du système d’ouverture/fermeture des moules des machines de soufflage est traité en faisant l’hypothèse des pièces rigides et des liaisons parfaites. La loi d’Archard est utilisée en version modifiée pour décrire l’évolution du profil de la came usée en fonction des passages des galets. En fin de cette étude et dans le but de traduire les phénomènes d’une façon plus réaliste, nous avons investigué la prise en compte de la flexibilité des pièces dans la modélisation. Les résultats numériques des équations de la dynamique non linéaire sont comparés aux résultats du modèle rigide afin de conclure sur l’influence de la flexibilité sur la réponse dynamique du système

  • Titre traduit

    Modelling of the superficial wear in the rolling contacts : implementation of methods adapted to non stationary case of contacts cam-roller


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Wear simulation in rolling contact is considered one of the major concerns of designers and industrialists. In order to extend the life time of their mechanical systems, a wear prediction tool has to be developed. The aim of this research is to develop a simplified approach for the description of wear evolution in cam’s track of the plastic bottles blowing machines manufactured by Sidel. Thecycloid shape of the opening/closing cam governs the roller movement and consequently the system kinematics. Thus, roller rotation velocity and normal contact load cam/roller are not stationary, so it’s of interest to be able to describe these transient phenomena as well as the worn profiles of the contacting bodies during time. First, we start the study by presenting a simplified approach for the resolution of the rolling contact problem in steady state. The method reliability is proved when compared with the exact theory and tested on several critical cases. Second, we extend this approach to transient case by taking into account the dynamic feature of both solids. This transient model is fast, its results show a good agreement with the reality. The industrial example of the moulds opening/closing system of the blowing machines is treated making the hypothesis of components stiffness and perfect joints. The Archard’s law is used with a modified version to describe the evolution of worn cam profile versus rollers passages. In the end of this work and in order to describe phenomena in a more realistic way, we investigated the influence of components flexibility in the modelling. Numerical results of non linear dynamic equations are compared with the stiff model to conclude on the effect of the flexibility on the system dynamic response

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Informations

  • Détails : 1 vol. (171 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-171 (87 réf.)

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  • Bibliothèque : Université Paris-Est Marne-la-Vallée. Bibliothèque.
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  • Cote : 2006 EDD 0300
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