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1 - AVARIES DE SURFACE DANS LES CONTACTS ÉLASTOHYDRODYNAMIQUES

2 - MODÉLISATION MÉCANIQUE DU FONCTIONNEMENT DU CONTACT

3 - RELATIONS PARAMÈTRES-AVARIES DE SURFACE

  • 3.1 - Fatigues superficielles
  • 3.2 - Usures
  • 3.3 - Grippage
  • 3.4 - Exemple d’un contact entre deux dents d’engrenage

4 - CONCLUSION

| Réf : B5055 v1

Relations paramètres-avaries de surface
Fatigue des surfaces

Auteur(s) : Louis FLAMAND

Date de publication : 10 févr. 1993

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Auteur(s)

  • Louis FLAMAND : Professeur à l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon - Laboratoire de Mécanique des contacts

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INTRODUCTION

Les mécanismes industriels utilisent des pièces en mouvement relatif dont les liaisons sont généralement des paliers hydrostatiques ou hydrodynamiques, des roulements à billes ou à rouleaux, des engrenages ou encore des cames et des poussoirs. Alors que la performance de ces mécanismes dépend de concepts généraux, par exemple la dynamique, l’élasticité, leur fonctionnement et leur fiabilité sont tributaires de concepts de tribologie ou de mécanique des contacts. En effet, les sollicitations provoquées par le contact entre les éléments en mouvement relatif induisent des champs de contraintes et de températures dans la peau de ces éléments qui, comparés aux limites admissibles pour les matériaux, peuvent être à l’origine d’avaries. Cet article a pour objectif de définir les critères qui permettent d’analyser la sévérité du fonctionnement du contact et les risques d’avaries de surface. C’est un problème important, à la fois du point de vue industriel et du point de vue scientifique. En effet, la plupart des mécanismes utilisent des contacts dans leurs liaisons. Les dégradations de ces liaisons constituent encore un handicap important pour leur fiabilité. Par ailleurs, la modélisation de leur fonctionnement et de leurs dégradations constitue un domaine récent dont les aspects pluridisciplinaires en font un secteur très ouvert.

Le domaine de cette étude est limité à celui des contacts élastohydrodynamiques, c’est-à-dire dans lesquels la pression de contact est élevée, de l’ordre de grandeur des limites de comportement élastiques des matériaux. Il s’agit notamment des roulements, des engrenages et des cames, à l’exclusion des paliers.

Dans un premier temps, les familles d’avaries seront présentées puis, à partir de concepts mécaniques, les paramètres du fonctionnement de ces contacts seront définis et enfin certaines limites seront établies.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b5055


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3. Relations paramètres-avaries de surface

Les relations entre les paramètres fonctionnels précédents et les avaries de surface ne sont pas encore parfaitement décrites, car les mécanismes de dégradation ne sont pas clairement identifiés, notamment à l’échelle de l’édifice cristallin. Par ailleurs, les relations entre les phénomènes à cette échelle, à celle des aspérités et enfin à celle de l’application des efforts sont mal connues. On peut cependant dégager certaines tendances. Pour cela, en considérant les paramètres aux deux échelles définies au paragraphe 2.2, nous examinerons les paramètres d’influence et leurs limites sur chaque type d’avarie de surface.

3.1 Fatigues superficielles

  • Considérons tout d’abord le problème de la déformation plastique qui précède fréquemment les fatigues superficielles.

    Tabor [60] montre qu’il existe une relation linéaire entre la dureté HV d’un solide et sa limite élastique en compression (p 0)e du type :

    HV/(p0)e = Cte

    Pour une dureté Vickers HV ou Knoop donnée, la constante est égale à 3 avec une bonne approximation.

  • Les paramètres qui influent sur la formation des écailles [61]...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Wear control handbook.  -  Édité par M.B. Peterson et W.O. Winer, New York, ASME, 1 358 p. (1980).

  • (2) - DYSON (A.) -   The failure of elastohydrodynamic lubrication of circonferantially ground discs.  -  J. of Lubrication Technology, vol. 98, p. 117 à 124 (1976).

  • (3) - KU (P.M.) -   Gear failure mode. Importance of lubrication and mechanics.  -  Trans. ASLE, vol. 19.3, p. 239 à 249 (1976).

  • (4) - BERTHE (D.) -   Les effets hydrodynamiques sur la fatigue des surfaces dans les contacts hertziens.  -  Thèse de Doctorat ès Sciences, Inst. Nat. des Sciences Appliquées, Lyon, 261 p. (1974).

  • (5) - MAC PHERSON (P.B.), CAMERON (A.) -   Fatigue scoring, a new form of lubricant failure.  -  Trans. ASLE, vol. 16, p. 68 à 72 (1973).

  • (6) - KAUFMAN (H.N.), WALF (O.H.) -   Interpreting service...

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