Présentation

Article

1 - DÉFINITIONS

2 - ÉTUDE ET QUANTIFICATION DE L’USURE

3 - CONCLUSION

4 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : BM5067 v2

Étude et quantification de l’usure
Usure des contacts mécaniques - Manifestations de l’usure

Auteur(s) : Philippe KAPSA, Michel CARTIER

Date de publication : 10 juin 2022

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article présente l’usure, principalement sous son aspect classique, en considérant les phénomènes élémentaires responsables des endommagements que subit la surface d’un corps en frottement. Les principaux types d’usure sont décrits en se basant sur la nature des phénomènes à l’origine des dégradations. Afin de mieux appréhender les processus d’usure et améliorer la compréhension des durées de vie des mécanismes, différentes méthodes d’étude de l’usure sont présentées basées sur des analyses qualitative et/ou quantitative ; des approches énergétiques et la cartographie permettant de représenter l’évolution des phénomènes avec les sollicitations.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Wear in mechanical contacts Typical signs of wear

This article presents wear, in a classic way, highlighting the elementary phenomena responsible for the damage suffered by the surface of a body in friction. The main types of wear are described based on the nature of the phenomena causing the damage. In order to better understand the mechanisms of wear and improve the understanding of the lifespans of the mechanisms, different methods to study wear are presented: qualitative and/or quantitative analyses; energy approaches and wear maps to represent the evolution of phenomena with the solicitations.

Auteur(s)

  • Philippe KAPSA : Directeur de recherches au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Directeur du Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, UMR CNRS 5513

  • Michel CARTIER : Responsable du département Mécanique des surfaces et tribologie de HEF R & D (Hydro-mécanique et Frottement) - Cette version est issue de la relecture et de la mise à jour de l’article [BM 5 067] de Muriel QUILLIEN, maîtresse de conférences à l’ISAE-Supméca.

INTRODUCTION

Dans le domaine de la tribologie, l’usure est une des conséquences du frottement. Elle correspond à une perte d’usage par suite de déformations plastiques, de fracturations ou d’un enlèvement de matière, d’un ou des corps en glissement.

Les causes possibles de l’usure sont extrêmement variées. Les différents types de phénomènes pouvant intervenir, séparément ou simultanément, appartiennent à deux groupes de facteurs.

  • Effets du contact proprement dit : interactions mécaniques, chimiques, métallurgiques, entre les deux corps en présence.

  • Effets de l’environnement (atmosphère, lubrifiant…) :

    • actions physicochimiques dues à la composition du milieu,

    • actions mécaniques induites par la nature, la propreté de ce milieu (par exemple caractère abrasif d’une ambiance polluée).

La diversité des formes et causes possibles d’endommagement des surfaces explique l’étendue des moyens d’action à disposition, par exemple en termes de matériaux.

Cet article s’insère dans une série consacrée à l’usure des contacts mécaniques :

  • problématique et définitions [BM 5 065],

  • éléments de tribologie [BM 5 066],

  • manifestations de l'usure [BM 5 067],

  • maîtrise de l’usure et du frottement [BM 5 068].

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

adhésive wear   |   abrasion   |   tribochemical wear   |   cracking induced wear   |   fretting

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-bm5067


Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

2. Étude et quantification de l’usure

D’énormes progrès ont été réalisés dans les dernières décennies par les laboratoires de recherche en tribologie, grâce à la possibilité d’utiliser un matériel de saisie informatique de plus en plus performant. C’est ainsi qu’il a été possible, en combinant les tribomètres classiques avec de puissants capteurs, de mieux appréhender les processus d’usure et de frottement.

Ces études de l’usure sont également d’un grand intérêt quant à la compréhension des durées de vie de différents mécanismes et ce, en prévision d’éventuelles avaries ou dans l’optique de tester de nouveaux matériaux.

2.1 Paramètres à prendre en compte

Les paramètres de l’usure, ou variables opératoires, sont nombreux et il apparaît nécessaire de bien les connaître pour une analyse précise d’un problème tribologique. Les principaux sont [BM 5 066] :

  • les caractéristiques du mouvement relatif entre les corps composant le mécanisme : cinématique, vitesse, amplitude… ;

  • la charge normale appliquée ;

  • le mode de contact (surfacique ou ponctuel) ;

  • l’environnement (atmosphère, température…).

HAUT DE PAGE

2.2 Lois d’usure

Dans de nombreuses situations industrielles, les utilisateurs et les concepteurs désirent disposer de lois d’usure afin de prédire le comportement et la durée de vie d’un système. Cette question est très délicate car les lois permettant de décrire quantitativement l’usure sont très imprécises et peu fiables. Ces approches sont par ailleurs en général très fortement critiquées par les scientifiques qui peuvent mettre en avant de nombreux contre-exemples.

Malgré cela, il est utile de disposer de certaines lois que l’on sait être...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Étude et quantification de l’usure
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ARCHARD (J.F.), HIRST (W.) -   The wear of metals under lubricated conditions.  -  Proc. R. Soc. A 236, p. 397-410.

  • (2) - SAUGER (E.) -   Contribution à l’étude de la transformation tribologique superficielle en fretting.  -  Thèse n° 97-25, École Centrale de Lyon (1997).

  • (3) - LIM (S.C.), ASHBY (M.F.) -   Overview n° 55. Wear mechanisms maps.  -  Acta Metallurgica. Vol. 35, n° 1, p. 1-24 (1997).

  • (4) - HSU (S.M.), WANG (Y.S.), MUNRO (R.G.) -   Quantitative Wear maps as a visualisation of wear mechanism transitions in ceramic material.  -  Wear 134, p. 1-11 (1989).

  • (5) - FOUVRY (S.), KAPSA (P.), ZAHOUANI (H.), VINCENT (L.) -   Wear analysis in fretting of hard coatings through a dissipated energy concept.  -  Wear 203-104, p. 393-403 (1997).

  • ...

1 Organismes de formation (liste non exhaustive)

INSA Valor (Institut National des Sciences Appliquées)

– Tribologie Numérique et Expérimentale

– États de surface – Cotation et Mesure – Niveau 1

Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)

– Tribologie : frottement, usure et lubrification des organes mécaniques

– Traitements de surface : aide au choix

HEF Formation

– La tribologie : Savoir traiter les problèmes de frottement et d'usure

– Traitements et revêtements de surfaces appliqués aux problèmes de frottement

École Centrale de Lyon (ECL)

– Les principes de la Tribologie et leurs applications

– Expertises de pièces usées en tribologie

– États de surface : ingénierie, caractérisation et fonctionnalités

– Pratique de la microscopie à force atomique (AFM)

– Microscopie AFM et/ou nanodureté

Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) – Entreprises

– Tribologie et conception mécanique (à l'ISAE-Supméca)

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Frottement, usure et lubrification

(92 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS