Étude tribologique de couples de matériaux sous sollicitations de freinage très sévères PDF Download
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Author: Olivier Roussette
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 199
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Book Description
En freinage ferroviaire, l' augmentation continue des énergies et puissances de freinage nécessite d amellorer les capacItés des differents systemes existants. Ces conditions d'exploitation de plus en plus contraignantes imposent notamment d'étudier le comportement tribologique des couples de matériaux de friction utilisés dans les freins à disque sous sollicitation de freinage très sévère. Cette thèse traite de l'étude tribologique menée dans le cadre du développement d'un Frein A Performances Améliorées (FAPA) par le refroidissement actif du patin. Ce concept implique l'inversion des matériaux du disque et du patin afin de diriger le flux dissipé vers le patin. L'étude, qui repose sur des essais à échelle réduite sur un tribomètre de freinage, comporte trois parties. La première partie concerne la représentativité des essais à échelle réduite compte tenu de la sévérité de la sollicitation thermique. Des règles de changement d'échelle sont développées et validées expérimentalement. La seconde partie concerne la caractérisation tribologique de plusieurs couples de matériaux, tant en configuration classique (disque métallique - patin composite à matrice organique (CMO)) qu'en configuration inverse (disque CMO - patin métallique). Elle a permis d'étudier d'une part l'influence de l'inversion des matériaux et d'autre part l'emploi de matériaux métalliques à haute diffusivité thermique. La troisième partie, à caractère plus fondamental, concerne l'influence de la composition du matériau CMO sur le comportement tribologique et la compréhension des mécanismes physiques de frottement activés en freinage. Un 3ème corps, essentiellement composé de plaques planes et de lits de poudre, est mis en évidence. Le circuit tribologique proposé présente un caractère général, valable pour l'ensemble des matériaux étudiés. Le caractère transitoire du freinage est étudié à partir d'essais interrompus et de l'observation in situ en thermographie de la piste de frottement. Les phénomènes physiques de frottement sont corrélés aux phénomènes de localisation thermique
Author: Olivier Roussette
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Languages : fr
Pages : 199
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Book Description
En freinage ferroviaire, l' augmentation continue des énergies et puissances de freinage nécessite d amellorer les capacItés des differents systemes existants. Ces conditions d'exploitation de plus en plus contraignantes imposent notamment d'étudier le comportement tribologique des couples de matériaux de friction utilisés dans les freins à disque sous sollicitation de freinage très sévère. Cette thèse traite de l'étude tribologique menée dans le cadre du développement d'un Frein A Performances Améliorées (FAPA) par le refroidissement actif du patin. Ce concept implique l'inversion des matériaux du disque et du patin afin de diriger le flux dissipé vers le patin. L'étude, qui repose sur des essais à échelle réduite sur un tribomètre de freinage, comporte trois parties. La première partie concerne la représentativité des essais à échelle réduite compte tenu de la sévérité de la sollicitation thermique. Des règles de changement d'échelle sont développées et validées expérimentalement. La seconde partie concerne la caractérisation tribologique de plusieurs couples de matériaux, tant en configuration classique (disque métallique - patin composite à matrice organique (CMO)) qu'en configuration inverse (disque CMO - patin métallique). Elle a permis d'étudier d'une part l'influence de l'inversion des matériaux et d'autre part l'emploi de matériaux métalliques à haute diffusivité thermique. La troisième partie, à caractère plus fondamental, concerne l'influence de la composition du matériau CMO sur le comportement tribologique et la compréhension des mécanismes physiques de frottement activés en freinage. Un 3ème corps, essentiellement composé de plaques planes et de lits de poudre, est mis en évidence. Le circuit tribologique proposé présente un caractère général, valable pour l'ensemble des matériaux étudiés. Le caractère transitoire du freinage est étudié à partir d'essais interrompus et de l'observation in situ en thermographie de la piste de frottement. Les phénomènes physiques de frottement sont corrélés aux phénomènes de localisation thermique
Author: Anne-Lise Bulthé
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Languages : fr
Pages : 143
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Book Description
Cette thèse traite de l’étude du comportement du contact disque-garniture sous sollicitations sévères de freinage rencontrées lors de freinages d’arrêt d’urgence ou de successions de freinages rapprochés avec cumul de chaleur. L’approche adoptée est multiphysique par la prise en compte des interactions entre tribologie, thermique et physicochimie, et l’étude est présentée en 4 parties. La première présente la caractérisation des matériaux étudiés (un matériau composite à matrice organique et une fonte GL) et les moyens expérimentaux utilisés. La seconde concerne la dégradation du matériau composite avec la température et l’influence de cette dégradation sur le comportement tribologique du couple de matériaux et les mécanismes physiques de frottement activés au contact. La troisième présente l’étude du comportement en freinage du contact disque-garniture sous les deux types de sollicitations sévères. Les évolutions du coefficient de frottement sont corrélées aux phénomènes de localisation thermique de surface observés par thermographie infrarouge et aux mécanismes physiques identifiés à partir d'observations et d'analyses des surfaces après freinage. La quatrième est dédiée à l’étude de l'évolution des mécanismes physiques de frottement activés pendant un freinage d’arrêt isolé à haute énergie et de leur interaction avec les phénomènes thermiques locaux et transitoires observés en surface. Des observations et des analyses de surfaces sont menées après des freinages interrompus avant l'arrêt à des instants typiques du freinage. Des observations in-situ de la piste de frottement du disque en vidéo rapide permettent d'appuyer les résultats déduits des observations post-mortem
Author: Ahmed Samah
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Languages : en
Pages : 187
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Book Description
Les carbones en particulier le graphite, sont très utilisés dans le domaine de la tribologie. Leur domaine de coefficient de frottement permet des applications spécifiques : u faible pour les paliers et u fort pour les freins. Les collecteurs électriques nécessitent un emploi des matériaux ayant des propriétés mécaniques élevées tout en gardant celles du graphite, d'où l'emploi de composites C-C. Notre étude consite à évaluer le comportement tribologique de deux types de composites C-C de structures différentes, l'un étant issé en "taffetas" 2D et l'autre "tricoté" en 3D, avec et sans courant électrique, dans une configuration pion en cuivre/disque en composite. L'étude tribologique des deux couples est menée sans courant électrique sous atmosphère ambiante. Deux états des deux couples est menée sans courant électrique sous atmosphère ambiante. Deux états de frottement ont été obtenus pour le couple cuivre/composite C-C 2D. L'un est caractérisé par un frottement faible et une usure faible, l'autre pour un frottement élevé et une usure sévère et un état intermédiaire dont le coefficient de frottement u est compris entre 0.3 et 0.6. Pour un couple cuivre/composite C-C 3D, deux états de frottement ont été obtenus, caractérisés par un frottement faible et usure faible et une autre ayant un frottement u inférieur à 0.3 sans dépasser 0.45, l'usure reste faible par rapport à celle du premier couple. Sous l'influence d'un courant électrique continu et l'influence des sollicitations mécaniques. La résistance électrique de contact et le coefficient de frottement sont enregistrés simultanément. Nous avons mesuré le microdureté et la rugosité moyenne des surface en frottement. Des observations par MEB et des analyses par EDS ont été effectués afin d'étudier l'influence de la strucure, l'orientation des fibres et le rôle des fibres et films formés ou transférés sur les surfaces en contact dynamiques, sur le comportement tribologique des couples utilisés. Nous avons fait une étude sur les différents cas de rupture des fibres et de la matrice sous différentes sollicitations existantes durant un contact glissant. En utilisant la tenacité des matériaux constitutifs, nous avons déterminé l'ordre de rupture entre la matrice, la fibre et l'interface fibre/matrice et sous quel type de sollicitation la propagation de fissure est imminente.
Author: Reynald Copin
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La premiere etude vise a reproduire sur le tribometre les conditions de freinage du tgv avec le couple disque acier 28crmov5-08 / plot fritte. Il s'agit d'etudier l'influence sur le comportement tribologique du couple des principaux parametres de freinage et de comparer les resultats obtenus avec ceux de l'echelle 1. Ce dernier point a permis de valider le tribometre et le protocole experimental developpe pour cette etude.
Author: Jürgen von Stebut
Publisher: EPFL Press
ISBN: 9782880746087
Category : Surfaces (technologie)
Languages : fr
Pages : 292
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Book Description
Cet ouvrage regroupe les contributions au colloque 2003 du Groupe Scientifique et Technique Tribologie (membre de l'Association Française de Mécanique) qui se déroule annuellement à l'initiative de l'équipe TriboMat de L'Ecole des Mines de Nancy. Ces " Journées tribologiques ", véritable événement francophone international en matière de tribologie, sont l'occasion pour les chercheurs de faire le point sur l'état des lieux et les dernières avancées de cette vaste discipline, notamment dans les domaines suivants : Indentation/Rayure, Solution matériau, Effets d'environnement, Tribologie en Lubrification mixte/limite, Modélisations numériques.
Author: Yannick Desplanques
Publisher:
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Languages : en
Pages : 124
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Book Description
Le choix du triplet tribologique ainsi que la définition de règles de similitude ont conduit aux bases de la conception d'un tribomètre de freinage. Ce tribomètre permet de simuler des freinages dans les plages de vitesses de glissement et de pressions apparentes de contact rencontrées dans les applications de freinage ferroviaire, du TGV aux transports urbains et sub-urbains. La seconde contribution est l'étude des mécanismes de frottement en freinage. La méthodologie d'analyse à partir d'observations post-mortem est présentée. Les études faites sur plusieurs couples de matériaux montrent que le freinage conduit à la formation d'un troisième corps essentiellement composé de plaques planes et de lits de poudre. Les plaques planes assurent la portance et l'accommodation de vitesse s'effectue principalement dans un écran à leur surface. Une reconstitution du circuit tribologique est proposée à partir de l'identification des mécanismes locaux de frottement en freinage. Les perspectives présentées sont relatives, d'une part, à la mise en oeuvre de techniques d'observation in situ et d'analyse permettant l'étude du comportement du contact pendant le freinage, d'autre part, à la modélisation des phénomènes observés.
Author: Haytam Kasem
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 263
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Book Description
Les composites C/C constituent actuellement la meilleure solution technologique pour assurer le freinage aéronautique. En effet, ces matériaux possèdent des caractéristiques (densité, capacité thermique,...) et des propriétés thermomécaniques très adaptées au freinage très dissipatif. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif l’identification des mécanismes d’usure de composites C/C lors de freinages de type taxiage à basse et à haute températures.Pour ce faire, deux tribomètres sont utilisés (pion/disque et disque/disque) ainsi qu’un spectromètre de masse couplé au tribomètre pion/disque afin d’étudier les réactions chimiques dans le contact. L’analyse des gaz, la caractérisation des surfaces et des particules de troisième corps formées lors du frottement (MOLP, MEB, AFM, DRX, XPS, adsorption d’azote) ont permis de suivre l’endommagement des matériaux étudiés.Le frottement à basse température se caractérise par une usure particulièrement élevée, des surfaces majoritairement endommagées (rayures, fissurations, décohésions fibres/matrice,..), et un détachement important de particules de grande taille qui participent activement à l’abrasion des surfaces. L’usure tribo-chimique particulièrement élevée se traduit par une contribution prépondérante de l’usure mécanique par rapport à l’usure chimique (oxydation).Quant au frottement à haute température, il conduit à une usure faible, des surfaces peu endommagées et la production de particules de petite taille plus oxydées, plus cohésives et donc nettement moins abrasives. L’usure tribo-chimique relativement faible se caractérise par une plus faible contribution de l’usure mécanique et une oxydation plus importante.
Author: Mathilde Collignon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
L’objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles solutions matériaux moins sensibles à la fissuration par fatigue thermique induite en frottement, première cause de remplacement des disques de frein de véhicule « poids lourd ». Les performances en freinage doivent être équivalentes à celles obtenues avec le couple de matériaux actuels : disque de frein en fonte à graphite lamellaire- garniture en matériau de friction composite à matrice semi-métallique. L’étude repose sur une approche multidisciplinaire des phénomènes et des couplages induits en freinage. Elle comporte quatre parties : la première partie expose les principaux enjeux industriels et scientifiques du freinage des véhicules « poids lourds » ; la seconde développe une approche modèle-expérience originale pour caractériser les sollicitations de freinage conduisant à la dégradation de disques de frein échelle 1 en fonte à graphite lamellaire ; enfin les nouvelles solutions matériaux considérées sont évaluées suivant une étude tribologique (troisième partie) et en cyclage thermique (quatrième partie), développée en laboratoire
Author: Gérald Zambelli
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
Category : Materials
Languages : fr
Pages : 12
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Book Description
Author: Rudy Charlery
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 198
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Book Description
Les matériaux énergétiques sont, par définition, des matériaux susceptibles de dégager un volume important de gaz, en se décomposant via les phénomènes suivants : combustion, déflagration ou détonation. Ils sont notamment utilisés dans les secteurs industriels de l'automobile (déploiement d'airbag), du militaire (propulsion de missiles tactiques et stratégiques, munitions) et du spatial (boosters de lanceurs spatiaux type Ariane 5). La maîtrise de leur fabrication nécessite que soient vérifiées certaines contraintes spécifiques rencontrées lors de leur mise en œuvre dans un malaxeur bivis. En effet, ce procédé de malaxage en continu induit de fortes évolutions de gradients de pression et de cisaillement au sein du matériau énergétique (entrefers réduits...) qui peuvent initier les constituants fluides et solides. Par conséquent, dans un souci de parfaite maîtrise des risques industriels, les conditions tribologiques menant à l'initiation d'un matériau énergétique, ici le propergol, lors de sa fabrication, doivent être étudiées. Malheureusement, à cause de la confidentialité industrielle liée à ce secteur d'activité, la bibliographie de la tribologie des propergols est limitée. Il apparait toutefois que peu d'études portent effectivement sur le comportement tribologique du troisième corps, c'est à dire le propergol. Ce dernier étant hétérogène (mélange de constituants fluides et de solides), il est donc nécessaire d'appréhender les écoulements internes qui l'animent sous sollicitations tribologiques. Ainsi, pour reproduire les sollicitations mécaniques élémentaires (compression et cisaillement) appliquées par les deux premiers corps que sont les vis et le fourreau, et subies par le troisième corps lors du malaxage, il a été choisi d'utiliser une approche couplée expérimentale et numérique. Cette dernière s'organise autour de l'instrumentation d'un dispositif de sécurité permettant la sollicitation par frottement du propergol et de la modélisation par éléments discrets du triplet tribologique (parois supérieure et inférieure des premiers corps, et troisième corps). Il est ainsi apparu un comportement tribologique caractéristique du troisième corps : des ségrégations entre les constituants mènent à un arrangement selon trois couches superposées dans l'épaisseur du troisième corps. Ces ségrégations sont issues de la mise en place de débits internes, spécifiques à chaque nature et géométrie de constituants. Ces débits sélectionnent les constituants présents dans l'aire de contact et favorisent l'existence de conditions tribologiques favorables à l'initiation du troisième corps (assèchement de l'épaisseur, localisation des efforts appliqués au troisième corps ...). L'ensemble de ces débits permet de reconstituer un circuit tribologique d'initiation d'un propergol et ainsi d'envisager des solutions techniques permettant d'endiguer la mise en place des conditions défavorables à la fabrication en sécurité d'un propergol dans un malaxeur bivis.
