Comportement tribologique du contact sec arbre acier - paliers carbonés avec butées soumis à des sollicitations thermo-vibratoires sévères

par Franck Doyen

Thèse de doctorat en Génie mécanique, productique et transports

Sous la direction de Hamid Zaïdi et de Jean-Paul Rivière.


  • Résumé

    La tribologie des contacts secs soumis à des déplacements relatifs de faible amplitude et les matériaux de frottement sont des thématiques régulièrement traitées. Cependant, les études y faisant référence simultanément sont très rares. Ce manuscrit a pour but d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques et du comportement tribologique inhérents aux contacts secs arbre / palier lisse avec butée soumis à des sollicitations thermo-vibratoires. Le mécanisme industriel à l’initiative de cette étude a été analysé afin d’identifier son principe et ses conditions de fonctionnement. Un diagnostic sur ses pertes de fonctionnalités, le lien existant entre ses disfonctionnements et le contact étudié, ainsi qu’une expertise morphologique de ses éléments de guidage ont été effectués. Un dispositif expérimental original a été conçu et réalisé afin de reproduire au mieux les conditions de contact réelles des éléments de guidage étudiés (notion de triplet tribologique). Les différents éléments qui le composent et les démarches suivies pour valider ses fonctionnalités sont exposés. Il en ressort des résultats expérimentaux significatifs sur l’usure, les phénomènes physiques qui y sont liés et la capacité à accommoder les vitesses des différents couples de matériaux étudiés. L’apport d’un modèle numérique 3D intégrant la notion de mésalignement a été détaillé et analysé. Une synthèse scientifique discutant l’influence de la taille de grains pour les graphites, de la nature et de l’orientation des composites, mais aussi de l’origine des phénomènes physiques identifiés (migration des éléments imprégnés, présence de formes rectangulaires dans les zones de contact) est effectuée.

  • Titre traduit

    Tribological behavior of a dry contact steel shaft - carbon bearings with trusts subjected to severe thermo-vibratory environments


  • Résumé

    The tribology of the dry contacts subjected to relative displacements of low amplitude and the friction materials are themes which are regularly treated in the literature. However, the studies referring simultaneously of both are very rare. The purpose of this manuscript is to improve comprehension of the physical phenomena and the tribological behavior inherent to the dry contacts “shaft / bearing with thrust” subjected to a thermo-vibratory environment. The industrial mechanism on the origin of this study was analyzed in order to identify its principle and these operating conditions. A diagnosis on its losses of functionalities, the link between its disfonctionnements and the studied contact, and a morphological expertise of its guidance elements were performed. A new experimental test rig was designed and realized in order to reproduce the real contact conditions of the studied guidance elements (concept of “tribological triplet”). Its various elements and the steps followed to validate its functionalities are exposed. Thanks it, for the various studied material couples, significant experimental results on their wear (and its physical phenomena) and their capacity of velocity accommodation are obtained. The contribution of a 3D numerical model integrating a misalignment for a cylinder in cylinder contact was detailed and analyzed. A scientific synthesis discussing the influence of the size of graphites grains, the nature and the orientation of composites, but also the origin of the identified physical phenomena (the migration of the impregnated elements, the presence of rectangular forms in the contact zones) is carried out.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (248 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en 2016
  • Annexes : Bibliogr. 96 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 06/POIT/2344-B
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