Roberval


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Thèse : Effet des paramètres de rugosité et la texture de surface sur le frottement et le taux d’usure à différentes températures

de rugosité, de texture de surface et des matériaux
et ou revêtements.
Pour modéliser le contact entre des surfaces rugueuses, des modèles tridimensionnels [1-6] ont
été développés afin d’étudier l’effet de la rugosité sur des paramètres locaux de contact tels que la
distribution des forces (Fig.1), l’aire réelle de contact et le coefficient de frottement. Dans ce
travail, ces modèles seront améliorés et étendus en tenant en compte des sollicitations thermiques
pour réétudier les effets des paramètres de rugosité et la texture de surface sur l’évolution du
frottement et l’usure abrasive. Ces travaux ont pour objectif de mettre en valeur l’importance des
phénomènes thermiques dans le contact rugueux. Le modèle thermo-elasto-plastique qui sera
établi est tridimensionnel et prend en considération les différents modes d’usure abrasive :
labourage, coupe et transition labourage/coupe. Le modèle permettra aussi de montrer l’effet de
la géométrie locale des aspérités et l’aspect multi-échelle de la rugosité sur des paramètres locaux
de contact, tels que la force normale et tangentielle, les contraintes sous couche, le frottement et
l’usure.
Le coefficient de frottement et le taux d’usure déterminés par le modèle thermo-élasto-plastique
seront comparés avec ceux obtenus expérimentalement à l’aide d’un tribomètre à haute
température. Cet appareil utilise différentes géométries de contact : bille/plan et plan/plan et peut
fonctionner jusqu’à 600°C. Pour une meilleure compréhension des phénomènes tribologiques
mis en jeu lors de l’usure, cette étude sera complétée par des mesures topographiques des
surfaces.


Mots clés : Tribologie, Frottement, Usure, Modele thermo-elastoplastique, Rugosité multi-echelle

Bibliography
[1] A. Jourani, M. Dursapt, H. Hamdi, J. Rech, H. Zahouani (2005), Effect of the belt grinding on the
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[2] A. Jourani, M. Bigerelle and L. Petit, H. Zahouani (2010), Local coefficient of friction, subsurface
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38, No. 1, pp. 44-56.
[ 3] Z. Lestyán , K. Váradi , Contact and thermal analysis of an alumina—steel dry sliding friction pair
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[4] RS. Sayles, Basic principles of rough surface contact analysis using numerical methods, Tribology
International, Volume 29, Issue 8, December 1996, Pages 639-650
[5] B. Bhushan and H. Yu , Contact analysis of three-dimensional rough surfaces under frictionless and
frictional contact, Wear, Volume 200, Issues 1-2, 1 December 1996, Pages 265-280.
[6] B. Bhushan and W. Peng, Three-dimensional contact analysis of layered elastic/plastic solids with
rough surfaces, Wear, Volume 249, Issue 9, September 2001, Pages 741-760
Equipe de recherche
Les travaux de recherche qui seront développés dans le cadre de cette thèse seront effectués au
Laboratoire Roberval : équipe matériaux et surfaces. Les essais expérimentaux qui seront utilisé sont :
tribomètres, profilomètre tactile, microscope interférométrique, nano-indenteur.

personnes à contacter :

Abdeljalil JOURANI
Salima BOUVIER