Modelisation des phenomenes d'usure. Ebauche d'un modele quantitatif

par NADINE MULLER STALIN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Ky Dang Van.

Soutenue en 1996

à Palaiseau, Ecole polytechnique .

mots clés

Résumé

Les phenomenes d'usure et de frottement sont etudies depuis longtemps car ils sont omnipresents dans la plupart des activites humaines. Cependant les methodes mises en uvre sont essentiellement experimentales et empiriques. C'est pourquoi malgre les tres nombreuses etudes deja realisees (plus de 5000 articles parus dans wear et wom et plus de 300 lois denombrees depuis 1947), aucune n'est veritablement exploitable dans un contexte general: ces lois qui ne servent en fait qu'a correler des essais realises dans des conditions particulieres, ne peuvent pas etre utilisees dans d'autres cas. La raison essentielle a cela provient du fait qu'il n'a pas ete possible jusqu'a present d'acceder a la connaissance des etats thermomecaniques (cycles de contraintes, de deformations, taux d'energie dissipee, etc) a l'origine de l'usure dans la zone de contact, lorsque les conditions de chargement sont telles que les materiaux ne peuvent rester elastiques. Le premier des objectifs de notre travail est de contribuer a combler cette lacune. Nous nous proposons ensuite de relier les caracteristiques de l'usure a d'autres proprietes du materiau telles que la ductilite et la resistance a la fatigue. Pour ce faire nous nous sommes servis des resultats d'essais d'usure realises avec un tribometre de type pion-disque. Ceux-ci ont porte sur la capacite des fontes a resister a l'usure en vue d'ameliorer les resistances de ce materiau couramment utilise dans l'industrie automobile. Ainsi nous avons pu quantifier l'evolution des parametres thermomecaniques dans la zone du contact tels que les contraintes et les deformations, en relation avec la loi de comportement du materiau, les modifications geometriques des surfaces en contact. Cette recherche a permis de mettre en place des bases mecaniques sur lesquelles on s'appuiera pour developper un modele d'evolution de l'usure d'une structure soumise a un chargement, en terme de problemes mecaniques, en relation avec les proprietes physiques du materiau

Titre traduit

Modelisation of wear phenomena. Tentative quantitatif modelling

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