Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente l’usure, principalement sous son aspect classique, en considérant les phénomènes élémentaires responsables des endommagements que subit la surface d’un corps en frottement. Les principaux types d’usure sont décrits en se basant sur la nature des phénomènes à l’origine des dégradations. Afin de mieux appréhender les processus d’usure et améliorer la compréhension des durées de vie des mécanismes, différentes méthodes d’étude de l’usure sont présentées basées sur des analyses qualitative et/ou quantitative ; des approches énergétiques et la cartographie permettant de représenter l’évolution des phénomènes avec les sollicitations.
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This article presents wear, in a classic way, highlighting the elementary phenomena responsible for the damage suffered by the surface of a body in friction. The main types of wear are described based on the nature of the phenomena causing the damage. In order to better understand the mechanisms of wear and improve the understanding of the lifespans of the mechanisms, different methods to study wear are presented: qualitative and/or quantitative analyses; energy approaches and wear maps to represent the evolution of phenomena with the solicitations.
Auteur(s)
-
Philippe KAPSA : Directeur de recherches au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Directeur du Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, UMR CNRS 5513
-
Michel CARTIER : Responsable du département Mécanique des surfaces et tribologie de HEF R & D (Hydro-mécanique et Frottement) - Cette version est issue de la relecture et de la mise à jour de l’article [BM 5 067] de Muriel QUILLIEN, maîtresse de conférences à l’ISAE-Supméca.
INTRODUCTION
Dans le domaine de la tribologie, l’usure est une des conséquences du frottement. Elle correspond à une perte d’usage par suite de déformations plastiques, de fracturations ou d’un enlèvement de matière, d’un ou des corps en glissement.
Les causes possibles de l’usure sont extrêmement variées. Les différents types de phénomènes pouvant intervenir, séparément ou simultanément, appartiennent à deux groupes de facteurs.
-
Effets du contact proprement dit : interactions mécaniques, chimiques, métallurgiques, entre les deux corps en présence.
-
Effets de l’environnement (atmosphère, lubrifiant…) :
• actions physicochimiques dues à la composition du milieu,
• actions mécaniques induites par la nature, la propreté de ce milieu (par exemple caractère abrasif d’une ambiance polluée).
La diversité des formes et causes possibles d’endommagement des surfaces explique l’étendue des moyens d’action à disposition, par exemple en termes de matériaux.
Cet article s’insère dans une série consacrée à l’usure des contacts mécaniques :
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
adhésive wear | abrasion | tribochemical wear | cracking induced wear | fretting
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2001 par Philippe KAPSA, Michel CARTIER
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Mécanique > Fonctions et composants mécaniques > Comportement en service des systèmes et composants mécaniques > Usure des contacts mécaniques - Manifestations de l’usure > Étude et quantification de l’usure
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Présentation
Conclusion
En anglais
2. Étude et quantification de l’usure
D’énormes progrès ont été réalisés dans les dernières décennies par les laboratoires de recherche en tribologie, grâce à la possibilité d’utiliser un matériel de saisie informatique de plus en plus performant. C’est ainsi qu’il a été possible, en combinant les tribomètres classiques avec de puissants capteurs, de mieux appréhender les processus d’usure et de frottement.
Ces études de l’usure sont également d’un grand intérêt quant à la compréhension des durées de vie de différents mécanismes et ce, en prévision d’éventuelles avaries ou dans l’optique de tester de nouveaux matériaux.
2.1 Paramètres à prendre en compte
Les paramètres de l’usure, ou variables opératoires, sont nombreux et il apparaît nécessaire de bien les connaître pour une analyse précise d’un problème tribologique. Les principaux sont [BM 5 066] :
-
les caractéristiques du mouvement relatif entre les corps composant le mécanisme : cinématique, vitesse, amplitude… ;
-
la charge normale appliquée ;
-
le mode de contact (surfacique ou ponctuel) ;
-
l’environnement (atmosphère, température…).
2.2 Lois d’usure
Dans de nombreuses situations industrielles, les utilisateurs et les concepteurs désirent disposer de lois d’usure afin de prédire le comportement et la durée de vie d’un système. Cette question est très délicate car les lois permettant de décrire quantitativement l’usure sont très imprécises et peu fiables. Ces approches sont par ailleurs en général très fortement critiquées par les scientifiques qui peuvent mettre en avant de nombreux contre-exemples.
Malgré cela, il est utile de disposer de certaines lois que l’on sait être...
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Étude et quantification de l’usure
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ARCHARD (J.F.), HIRST (W.) - The wear of metals under lubricated conditions. - Proc. R. Soc. A 236, p. 397-410.
-
(2) - SAUGER (E.) - Contribution à l’étude de la transformation tribologique superficielle en fretting. - Thèse n° 97-25, École Centrale de Lyon (1997).
-
(3) - LIM (S.C.), ASHBY (M.F.) - Overview n° 55. Wear mechanisms maps. - Acta Metallurgica. Vol. 35, n° 1, p. 1-24 (1997).
-
(4) - HSU (S.M.), WANG (Y.S.), MUNRO (R.G.) - Quantitative Wear maps as a visualisation of wear mechanism transitions in ceramic material. - Wear 134, p. 1-11 (1989).
-
(5) - FOUVRY (S.), KAPSA (P.), ZAHOUANI (H.), VINCENT (L.) - Wear analysis in fretting of hard coatings through a dissipated energy concept. - Wear 203-104, p. 393-403 (1997).
-
...
1 Organismes de formation (liste non exhaustive)
INSA Valor (Institut National des Sciences Appliquées)
– Tribologie Numérique et Expérimentale
– États de surface – Cotation et Mesure – Niveau 1
Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)
– Tribologie : frottement, usure et lubrification des organes mécaniques
– Traitements de surface : aide au choix
HEF Formation
– La tribologie : Savoir traiter les problèmes de frottement et d'usure
– Traitements et revêtements de surfaces appliqués aux problèmes de frottement
École Centrale de Lyon (ECL)
– Les principes de la Tribologie et leurs applications
– Expertises de pièces usées en tribologie
– États de surface : ingénierie, caractérisation et fonctionnalités
– Pratique de la microscopie à force atomique (AFM)
– Microscopie AFM et/ou nanodureté
Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) – Entreprises
– Tribologie et conception mécanique (à l'ISAE-Supméca)
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