Analyse de l'endommagement par fatigue thermique et modélisation du comportement thermomécanique de couples disques-garnitures de type TGV

par Jonathan Wong

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Gérard Degallaix et de Philippe Dufrénoy.

Soutenue en 2007

à l'Ecole Centrale de Lille .

  • Titre traduit

    Analysis of the thermal fatigue damage and thermomechanical modelling of the TGV disc-pad friction pair


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  • Résumé

    Le contexte industriel de la thèse est de comprendre et modéliser la sollicitation thermique des disques de frein de TGV afin d’en déduire l’endommagement en surface. Pour les quatre types de garnitures commerciales utilisées, l’endommagement se traduit par l’apparition rapide d’un réseau de faïençage superficiel, qui peut conduire, dans certains cas, au développement d’une fissure macroscopique. L’étude procède en trois étapes : i) connaître les chargements thermiques subis par le disque, en fonction des caractéristiques de la garniture utilisée ; ii) déterminer les champs de contrainte et déformation au cours de freinages types ; iii) analyser leur criticité eu égard aux risques de faïençage et fissuration. Pour cela, une nouvelle campagne sur banc d’essai à l’échelle 1 a été menée en portant une attention particulière sur les mesures thermiques. D’un point de vue modélisation numérique, des modèles 2D et 3D du disque sont utilisés pour la simulation de cercles chauds ou de points chauds. La sollicitation thermomécanique est analysée pour les différents types de garniture, soit à partir de champs thermiques simplifiés, soit à partir des films thermographiques issus des essais. Enfin, un modèle complet du système de freinage complet est utilisé pour mettre en évidence les paramètres de la garniture influant sur la localisation du flux thermique et la répartition de pression de contact. Des études paramétriques sont alors menées pour dégager l’influence des paramètres physiques et mécaniques des garnitures, et proposer dans une démarche prédictive des voies d’amélioration dans la conception de nouvelles garnitures moins préjudiciables vis-à-vis des risques de fissuration.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [151]-158. 113 réf.

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2007-398
  • Bibliothèque : Ecole Centrale de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Centre de documentation.
  • Disponible pour le PEB
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