Gherca Andrei
Modélisation de la lubrification des surfaces texturées. Application à la butée en régime hydrodynamique
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École doctorale :
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Section CNU :
Résumé
Français
Modélisation de la lubrification des surfaces texturées. Application à la butée en régime hydrodynamique
La compréhension et la modélisation d'un contact lubrifié en présence de texturation nécessitent une description physique très fine pour comprendre les analyses contradictoires et pour expliquer les résultats très différents en termes de performance présentes dans la littérature internationale. De nombreuses études théoriques et expérimentales ont montré que la texturation des surfaces pourrait améliorer les caractéristiques tribologiques des contacts. La capacité de charge, le coefficient de frottement et la résistance à l'usure sont les principales caractéristiques susceptibles d'être améliorées. La texturation de surface fait appel à de nombreux paramètres géométriques, qui peuvent agir de façon très différente selon le contact. Enfin, les phénomènes supposés expliquer l'apport de la texturation ne font pas l'unanimité dans la communauté scientifique. Ainsi, les différentes contradictions font que ce domaine de recherche est en pleine évolution. Dans ce contexte scientifique, l'objectif principal de cette thèse est de conduire, à travers une étude théorique et numérique approfondie, vers une meilleure compréhension des effets induits par la texturation dans un contact lubrifié. Les paramètres géométriques, essentiels par rapport aux phénomènes physiques générés, font l'objet d'une analyse étendue. Les éléments théoriques obtenus à travers cette étude permettront une optimisation opérationnelle de tous types de dispositifs fonctionnant dans un milieu lubrifié. Parmi ces nombreuses applications, la butée en régime hydrodynamique a été choisie afin d'illustrer la pertinence des résultats de nos recherches.
Mots-clés libres : Tribologie, lubrification hydrodynamique, texture, cavitation, analyse numérique, butée, capacité de charge, force de frottement.
- Tribologie (technologie)
- Lubrification hydrodynamique
- Matériaux -- Texture
- Cavitation
- Analyse numérique
English
Modeling the lubrication effects induced by textured surfaces. Application to the hydrodynamic thrust bearing
Understanding and modeling a lubricated contact in the presence of surface textures requires a refined physical description in order to comprehend and explain the contradicting results that are currently presented in international literature. An increasing number of theoretical and experimental studies have shown that surface texturing could improve the tribological properties of lubricated or even dry contacts. The load-carrying capacity, the friction coefficient or the wear resistance are the main characteristics that can be improved through texturing. Nevertheless, the lubrication mechanisms that might explain these effects are still the subject of debate within the scientific community. These various contradictions have lead to a significant development of this particular field of research. In this scientific context, the main objective of this thesis is to lead, by means of a thorough numerical and theoretical analysis, towards a better understanding of the physical effects induced by surface texturing in lubricated contacts. The geometrical parameters, which are essential with regard to the generated effects, are submitted to a detailed investigation that also takes into account the influence of the operating conditions (surface speed, viscosity, ambient pressure etc.). The theoretical conclusions obtained throughout this investigation should lead to an improvement in texture design and should allow an optimization of most devices operating in lubricated conditions. Among these various applications, the hydrodynamic thrust bearing has been chosen in order to illustrate the relevance of our findings.
Keywords : Tribology, hydrodynamic lubrication, texture, cavitation, numerical analysis, thrust bearing, load-carrying capacity, friction force.
Notice
- Diplôme :
- Doctorat d'Université
- Établissement de soutenance :
- Université de Poitiers
- UFR, institut ou école :
- UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)
- Laboratoire :
- Pôle poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique - PPRIMME
- Domaine de recherche :
- Génie mécanique, productique, transport
- Directeur(s) de thèse :
- Mohamed Hajjam, Patrick Maspeyrot, Aurelian Fatu
- Date de soutenance :
- 03 octobre 2013
- Président du jury :
- Dominique Bonneau
- Rapporteurs :
- Traian Cicone, Mohammed Jaï
- Membres du jury :
- Mohamed Hajjam, Patrick Maspeyrot, John Tichy, Aurelian Fatu, Abdelghani Maoui
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