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El Gadari M'hammed

Étude expérimentale et numérique du comportement des joints à lèvre

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Index

École doctorale :

  • SIMMEA - Sciences et ingénierie en matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique

UFR ou institut :

  • UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)

Secteur de recherche :

  • Génie mécanique, productique, transport

Section CNU :

  • Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Étude expérimentale et numérique du comportement des joints à lèvre

Cela fait environ soixante ans que l'on s'intéresse à la compréhension et à la modélisation du comportement Elastohydrodynamique (EHD) des joints à lèvres. Cependant, on peut considérer que, jusqu'à présent, leur modélisation n'a pas été totalement et rigoureusement traitée. En effet, même si de nombreuses études ont été consacrées à cette modélisation, plusieurs questions ont été soulevées et font toujours l'objet de controverses entre les chercheurs, à savoir l'impact sur les performances des joints à lèvre de l'effet des surfaces texturées de l'arbre, de la loi adoptée pour le comportement mécanique des joints à lèvre, de la démarche utilisée pour l'élaboration de la matrice de compliance (matrice de souplesse), de l'importance de supposer l'arbre lisse ou rugueux, ainsi que la valeur du rapport entre la largeur du contact et la longueur d'onde du défaut suivant la direction circonférentielle de la lèvre. Dans cette thèse, nous avons tenté d'apporter de façon rigoureuse des réponses claires et précises à toutes ces questions en élaborant et en validant un outil de simulation EHD complet pour les joints à lèvre qui tienne compte de presque tous les paramètres, à savoir une loi de comportement du matériau du joint précise, une matrice de souplesse rigoureusement validée et un arbre qui peut être lisse, rugueux et/ou texturé. De plus, un second modèle analytique est proposé. Il traite le comportement vibratoire du "squeeze film", en tenant compte de la non linéarité des caractéristiques intrinsèques du joint et du film.

Mots-clés libres : Joint à lèvre, élastohydrodynamique, matrices de compliance, rugosité, débit de fuite, couple de frottement, viscoélastohydrodynamique, vibration non linéaire.

    Rameau (langage normalisé) :
  • Joints d'étanchéité
  • Lubrification élastohydrodynamique
  • Rugosité
  • Cavitation

English

Experimental and numerical study of the rotary lip seals behavior

It's about sixty years that we are interested in understanding and modeling the Elastohydrodynamic behavior (EHD) of rotary lip seals. However, we can consider that, until now, their modeling has not been accurately treated. Even though many studies have been devoted to this model, several questions have been raised and are still the subject of controversy among researchers, namely the parameters influencing on the rotary lip seals performance, such as: the shaft surface textured, the law adopted for the mechanical behavior of lip seals, the approach used to develop the matrix of compliance, the importance of assuming the smooth or rough shaft, and finally the ratio between the width of contact and the wavelength according the circumferential direction of the lip roughness. The main goal of this thesis is to answer rigorously these questions by developing and validating a numerical tool for EHD rotary lip seals modeling, that takes into account: the lip law behavior, the compliance matrix rigorously validated by assuming smooth shaft case, or rough and textured shaft case. In addition, an analytical approach is proposed, models the vibratory behavior of the "squeeze film". This implies a nonlinear comportment that is taken into account.

Keywords : Rotary lip seal, elastohydrodynamic, compliance matrice, roughness, leakage, friction torque, viscoelastohydrodynamic, nonlinear vibration.

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
Établissement de co-tutelle :
Université Hassan II (Casablanca, Maroc)
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, Mohamed Belhaq, Aurelian Fatu
Date de soutenance :
04 décembre 2013
Président du jury :
Faouzi Lahna
Rapporteurs :
Benyebka Bou-Saïd, Abdelhak Fahsi
Membres du jury :
Mohamed Hajjam, Mohamed Belhaq, Didier Fribourg, Aurelian Fatu, Hicham Fassi Fihri

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