Identification expérimentale des paramètres thermiques dans le contact entre deux solides en frottement sec

par Gabriel Bauzin

Thèse de doctorat en Mécanique. Énergétique

Sous la direction de Najib Laraqi.

Soutenue en 2003

à Paris 10 .

mots clés

• Interfaces (sciences physiques) -- Propriétés thermiques
• Frottement
• Échangeurs de chaleur

Résumé

Le contact thermique de deux solides en frottement sec est formulé par 2 équations qui font appel à 3 paramètres : la résistance thermique de contact, le coefficient de partage local et le flux généré par frottement. Le but de ce travail est de valider ces équations et de déterminer les valeurs des trois paramètres. Une étude expérimentale est menée à partir de deux cylindres creux en contact axial, l'un étant fixe et l'autre tournant. Les mesures de température à différentes hauteurs sont effectuées à l'aide de thermocouples. Une technique d'estimation de paramètre est développée pour déterminer les valeurs des trois paramètres à partir de ces mesures. Une étude approfondie de sensibilité est également effectuée pour garantir les valeurs déterminées expérimentalement et de leur associer un intervalle de confiance. Le modèle de couplage est validé et l'identification des paramètres est réalisable. Des valeurs de ces paramètres sont déterminées pour différents matériaux et vitesses de glissement.

Titre traduit

Experimental identification of the thermal contact parameters between two sliding solids in dry friction

Résumé

Thermal contact between two solids in dry friction is modeled by 2 equations which introduce 3 parameters: thermal contact resistance, local heat partition coefficient and frictional heat flux. The aim of this work is to validate these equations and to estimate the parameter values. The experimental study is performed by using two hollow cylinders in axial contact, one being static and the other rotating. Temperatures are measured by thermocouple located at different height of cylinders. An estimation methodology is developed in order to determine the 3 parameter values using these measurements. A thoroughly sensitivity analysis is performed in order to warrant the experimental results and to give an interval of confidence for the obtained values. The thermal contact model is valid and the parameters estimation is feasible. Some results are determined for different materials and velocities.