Impact de la taille du contact sur le comportement tribologique du contact 100Cr6/100Cr6 soumis à des sollicitations de fretting - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Contact size effect on the tribological behavior of a 52100/52100 contact subjected to fretting wear

Impact de la taille du contact sur le comportement tribologique du contact 100Cr6/100Cr6 soumis à des sollicitations de fretting

Résumé

Fretting situations are becoming increasingly important for industrial applications. Fretting wear is defined as a small oscillatory displacement between two contacting bodies. The interface is damaged by debris generation and its ejection from the contact area. In this work, investigations on AISI 52100 steel self-mated contacts with a ball on fl at configuration under dry conditions have been carried out. Fretting tests at a constant maximum Hertzian pressure of 1.1 GPa for different ball diameters have been performed to cover a huge range of contact sizes. A specific experimental procedure is considered to discriminate between the relative impact of the sliding amplitude and the contact size effect. It is shown that a single parameter cannot capture the total interface behaviour. Indeed, an asymptotic decrease in the friction coefficient and wear rate versus the contact size is observed. The increase in the contact area accentuates the implication of third body in the interface. The larger the contact size, the more difficult the debris ejection, the higher the third-body accommodation, and the lower the coeffi cient of friction and wear rates. A simple power function is introduced to formalise friction and wear behaviours.
L’impact des sollicitations de fretting devient de plus en plus important dans le processus de dégradation des contacts industriels. L'usure par frottement est définie comme un petit déplacement oscillatoire entre deux corps en contact. L'interface est endommagée par la génération de débris et leur éjection de la zone de contact. Dans ce travail, on étudie la réponse d’un contact sec sphère/plan AISI 52100. Des essais de fretting wear avec une pression hertzienne maximale de 1,1 GPa pour différents diamètres de billes ont été réalisés. Une procédure expérimentale spécifique est mise en place pour faire la distinction entre l'impact relatif de l'amplitude de glissement et l'effet de taille de contact. Il est montré qu'un seul paramètre ne peut capturer le comportement global de l'interface. En effet, une diminution asymptotique du coefficient de frottement et du taux d'usure est observée en fonction de la taille du contact. L'augmentation de la surface de contact accentue l'implication du tiers corps dans l'interface. Plus la taille du contact est grande, plus l’éjection des débris est difficile, plus l’accommodation du troisième corps est conséquente et plus le coefficient de friction et les taux d’usure sont faibles. Une fonction de type puissance simple est introduite pour formaliser les comportements du frottement et d’usure.
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Rafic Merhej. Impact de la taille du contact sur le comportement tribologique du contact 100Cr6/100Cr6 soumis à des sollicitations de fretting. Sciences de l'ingénieur [physics]. Ecole Centrale de Lyon, 2008. Français. ⟨NNT : 2008ECDL0011⟩. ⟨tel-04308931⟩
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