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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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Lire l’articleINTRODUCTION
Après avoir rappelé qu’un organe de friction est un transformateur d’énergie mécanique en chaleur (article Théorie du freinage 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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Annexe (d’après doc. Valéo)
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7. Nouvelles générations de contre-matériaux
L’architecture du rotor a évolué ces dernières années avec la conception assistée par ordinateur et le calcul par éléments finis. En associant le calcul thermique sur le maillage du rotor et l’étude de freinage du véhicule correspondant, on détermine son dimensionnement qui, après vérification par essais, se situe souvent à moins de 10 % du calcul d’approche qu’il suffit par la suite d’affiner (figure 9). Les recherches continuent sur de nouvelles matières coulées à conductivité thermique améliorée pour remédier aux effets des chocs thermiques : entre autres des recherches faites sur les rotors en composite carbone/carbone ou céramique/céramique.
Le composite carbone/carbone est constitué d’un renfort carboné (fibres, tissu, feutre ou textures multidirectionnelles) et d’une matrice de carbone plus ou moins graphitée.
Principales caractéristiques du carbone/carbone : les rotors à composants carbone/carbone sont légers ; ils résistent aux hautes températures. Actuellement, ils sont d’un prix élevé à cause d’un cycle long de mise en œuvre. Ces rotors ont une mauvaise tenue chimique avec l’oxygène à partir de 400 oC. Les métaux, au contact des fibres de carbone, peuvent former des carbures (corrosion galvanique).
Suivant le même principe, existe la céramique/céramique ; sa structure est en fibre de céramique ainsi que le liant. À l’origine, le prix en a retardé son emploi.
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