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Auteur(s)
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Jean-Jacques CARRÉ : Ingénieur de l’École Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile - Directeur Études Produits à la société Bendix Europe , Division Technique
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Après avoir rappelé qu’un organe de friction est un transformateur d’énergie mécanique en chaleur (article Théorie du freinage ) et dimensionné les garnitures et contre-matériaux en fonction de la puissance spécifique, le but de cet article est de donner les critères de choix, la conception, les caractéristiques générales, les essais et les nouvelles générations de matériaux de friction (garnitures et contre-matériaux).
Les contre-matériaux de friction à géométrie particulière : frein automatique, frein sur moteur électrique ou frein pour application ferroviaire (par exemple, TGV) seront étudiés dans chaque article relatif aux freins correspondants.
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Qualités requises des garnitures
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1. Définition du moment de freinage
En 1897, Herbert Frood mit au point une garniture faite de section de courroie de transmission ; il eut ensuite l’idée d’imprégner l’amiante tissée et tressée dans des mélanges liants, de type phénolique. Cette fabrication commença dès 1902 et le nom de Frood, sous une forme modifiée, a donné naissance à la marque Ferodo, cette appellation étant quelquefois utilisée pour désigner les garnitures de friction. À l’origine de conceptions empiriques, elles font l’objet actuellement de recherches scientifiques dont l’évolution a suivi celle de la demande, plus particulièrement dans les domaines de l’automobile, de l’aviation des chemins de fer.
La régularité d’un frein est caractérisée par son indice de régularité, rapport de la variation relative du moment de freinage à la variation relative du coefficient de frottement (article ).
Les paramètres intervenant dans le calcul du moment de freinage seront utilisés pour définir la forme des garnitures, suivant le type de frein dans les prochains articles.
Prenons comme exemple une garniture de friction de forme quelconque et de surface s appliquée sur un rotor par une force normale
.
Considérons une surface élémentaire ds située à une distance r de l’axe de rotation O (figure 1) telle que :
Le torseur dû à l’effort de frottement au point O (centre de rotation) est composé d’une résultante
et d’un moment
...
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