CONTRIBUTION A L’ETUDE DE L’INFLUENCE DES DEFAUTS DE FORME ET DE RUGOSITE DES SURFACES SUR LES PERFORMANCES DES CONTACTS LUBRIFIES SEVERES

Abstract

La plupart des modèles de contacts lubrifiés sont basés sur plusieurs hypothèses parmi lesquelles les surfaces formant ces contacts sont parfaitement lisses et le lubrifiant s’écoulant entre ces surfaces possède un comportement newtonien. Cependant, il a été montré que pour des contacts lubrifiés par des huiles additivées et fonctionnant dans des conditions sévères, ces hypothèses sont mises en défaut. La prise en compte de la texture et de la topographie réelle des surfaces, et le comportement rhéologique plus complexe du lubrifiant est indispensable pour une bonne détermination des performances d’un contact hydrodynamique. L’approche adoptée est basée sur l’application du processus d’homogénéisation à l’équation de Reynolds modifiée obtenue à partir des équations de mouvement d’un fluide polaire de V. K. Stokes en vue de prendre en considération les couples de contrainte dus à la présence des additifs de viscosité dans le lubrifiant. Le développement multi-échelle de la pression conduit à l’écriture d’un système de quatre équations aux dérivées partielles gouvernant un problème local et un problème global dont les solutions sont les fonctions périodiques et la pression homogénéisée. Les études de simulation sont effectuées en considérant quatre formes de rugosités (transversales, longitudinales, isotropes et anisotropes) distribuées de façon périodique sur la surface stationnaire, et différentes valeurs du paramètre de couple de contrainte représentant physiquement la longueur de la chaine moléculaire du polymère incorporé dans le lubrifiant. L’analyse montre que les effets combinés des rugosités de surfaces et des couples de contraintes affectent de façon significative les performances hydrodynamiques du contact tels que le champ de pression, la capacité de charge, le nombre de frottement et la puissance dissipée surtout pour des amplitudes de rugosité et des valeurs du paramètre de couple de contrainte élevées.