CONTRIBUTION A L’ETUDE DE LA STABILITE DU BANC DE SIMULATION DE FRETTING
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Date
2011
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Abstract
De nombreux assemblages mécaniques sont soumis à des sollicitations de chargement
vibratoire occasionnant des déplacements de très faibles amplitudes entre les pièces en contact
(conditions dites de « fretting »). Les microglissements générés entre les surfaces provoquent
des dégradations susceptibles d’altérer fortement la fiabilité et la durabilité des structures dans
lesquelles ces organes sont impliqués. Ce type d’avarie se rencontre dans toutes les liaisons
quasi statiques. Les mécanismes d’endommagement par fretting sont bien connus : fissuration
et rupture, corrosion ou transformations structurales, usure avec formation de débris, usure
adhésive pouvant conduire au grippage, suivant les conditions opératoires.
Dans un essai de fretting le principe est de reproduire un milieu vibratoire dans une
zone où une machine tournante à palier de roulements est à l’arrêt (en redondance) a
proximité d’une autre machine tournante ; mais lors de la simulation on a rencontré plusieurs
problèmes en passant par des fréquences (fréquences de résonnance) qui perturbent l’essai
(avoir deux types de fretting : radial et tangentiel, au lieu d’un fretting radial) et influent sur
les résultats. Pour cela on a proposé de faire une étude de la stabilité et une analyse vibratoire
qui nous permet de détecter ces fréquences et les éviter et pour vérifier la fiabilité du banc de
simulation de fretting réalisé au niveau du laboratoire de recherche (LR3MI) et assurer la
reproductibilité des essais.
Dans cette étude nous avons simulé un contact d’un roulement à bille (sphère-plan)
sous les conditions du fretting radial où la sphère est une bille à roulement en contact avec une
surface plane d’un échantillon cylindrique en matériau 100Cr6 traité. L’essai de fretting se
fait sous une charge constante de 650N, la fréquence est maintenue à 34.9 Hz pour tous les
essais, le nombre de cycles varie entre 25000 et 1500000 cycles. L’essai se fait à la
température ambiante (air de laboratoire) à sec et avec lubrification.
On a commencé l’étude par une amélioration du banc qui était instable : on a changé la
table par une autre plus rigide et modifié plusieurs éléments de la machine, puis une
préparation des échantillons, et finalement l’application d’un essai de fretting accompagné
d’un analyseur de vibrations pour contrôler la stabilité du dispositif et avant pour déterminer
ses fréquences propres et les éviter au cours de l’essai et une confirmation par une simulation
par le logiciel de CAO (SolidWorks)