Etude numérique et expérimentale du comportement thermique d'un dispositif de friction pion-disque soumis à l'usure

par Nacim Alilat

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Najib Laraqi.

Soutenue en 2004

à Paris 10 .

mots clés

• Tribologie (technologie)
• Inversion (géophysique)

Résumé

Ce travail porte sur l'étude du comportement thermique d'un dispositif de friction pion-disque sous les deux angles de la modélisation et de l'expérimentation. Une solution analytique originale est développée pour déterminer la distribution 3D de la température. Un modèle inverse est également développé pour déterminer les températures et flux à l'interface pion-disque. La particularité du problème réside dans la présence de l'usure de matière, notamment du pion, qui se traduit par une variation de son épaisseur. Le modèle inverse tient compte lors de ce phénomène. Le dispositif expérimental mis au point est composé d'un disque en acier, monté sur le mandrin d'un tour, et d'un pion en bronze, monté sur le porte outil du tour. Les températures sont mesurées par des thermocouples montés sur le disque sont reliés au système d'acquisition par un transmetteur à mercure. Les résultats numériques et expérimentaux sont présentés et commentés.

Titre traduit

Theorical and experimental study of thermal behavior of a pin on disk frictional device subject to wear

Résumé

The aim of this work is the study of thermal behavior of a pin-disk frictional device under the two angles of the modelling and the experimentation. An original analytical solution is developed in order to determine the 3D temperature distribution. An inverse model is also developed in order to estimate the temperatures and the heat flux at the interface pin-disk. The particularity of this problem is the presence of the material wear, notably for the pin, which involves a variation of its thickness. The inverse model takes into account this phenomenon. The performed experimental device is composed of a rotating disk in steel, which is clamped in a lathe, and a fixed pin in bronze, which is pushed on the disk. The temperatures are measured by thermocouples, which are placed at different depths of the two bodies. The thermocouples placed in the disk are joined to the data collection system by using a mercury transmitter. The numerical and experimental results are presented and analysed.