Frottement dans les contacts EHD de grandes dimensions, rôle du pivotement

par Hervé Dormois

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Nicolas Fillot et de Philippe Vergne.

Soutenue en 2008

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au cas particulier des contacts lubrifiés en régime EHD en présence de pivotement avec un grand rayon de contact. Dans le domaine des contacts EHD, l’introduction d’une composante de pivotement a peu été étudiée. Pour mieux comprendre les effets du pivotement sur un contact EHD de grande dimension, un banc d’essais et un modèle numérique ont été conçus. Le banc d’essais a permis de travailler dans des conditions proches de celles que subissent industriellement les contacts, tandis que le modèle numérique a permis de comprendre les conséquences locales du pivotement et de la taille du contact. Les effets observés du pivotement sont une diminution du coefficient de frottement et de l’épaisseur de film et une dissymétrie de cette épaisseur. D’autres effets furent aussi mis en évidence. Grâce à l’implantation d’un système permettant de quantifier la dissipation thermique dans le contact, il s’est avéré que l’augmentation du pivotement s’accompagnait d’une augmentation de la température dans le contact. En comparant les différents résultats expérimentaux et numériques, il s’est avéré que le pivotement modifiait les conditions du contact en introduisant des taux de cisaillement supplémentaires dans la direction du roulement et celle transversale. Ces cisaillements supplémentaires, non constants sur la surface de contact, engendrent une plus grande dissipation thermique dans le contact ainsi qu’une diminution de la viscosité par effet rhéofluidisant, ce qui est à l’origine de la baisse du coefficient de frottement et de la diminution de l’épaisseur.


  • Résumé

    There are lubricated contacts in several mechanical applications. In this thesis, we were interested in the particular case of lubricated contacts in the elastohydrodynamic lubrication (EHL) regime with spin motion and large contact size. This kind of contacts is industrially present in the taper roller bearing, between the end of the roller and the rib. Only few authors worked on the subject of EHL with a spin motion. However, these authors found that the spin leads to a decrease of the film thickness and the friction coefficient. To better understand how the spin modifies the contact conditions, a test rig and a numerical model were built. The test rig allowed us to simulate closely industrial contacts, both in term of spin quantity and contact size, whereas the numerical model enabled us to understand on which contact parameters the spin motion acts. First of all, the main tendencies measured with Tribogyr and the numerical model are the same as those found in the literature. Then other results were produced. Thanks to the large contact size and temperature measurements, we were able to quantify the thermal dissipation relatively to the contact condition. The result is that the thermal dissipation is linked with the level of spin introduced in the contact. Then, the numerical results showed that the film thickness decreases and looses its symmetry when a spin motion is introduced. The comparison of the results obtained with the test rig and the numerical model showed that the spin introduces an additional shear rate in both rolling and transversal direction that modifies the contact conditions. This additional shearing is not constant over the contact surface and generates a higher heat production and a viscosity reduction by shear thinning effect. Both of these effects lead to decrease the friction coefficient and the film thickness.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (142 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-140

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3546)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.