Résumé:
Considérés comme des éléments de machines modernes, les paliers hydrodynamiques
et aérodynamiques sont largement utilisés comme organes de guidage à cause
de leur simplicité constructive et leur fiabilité élevée.
La plupart des études de simulation des problèmes de lubrification fluide dans de
tels paliers supposent généralement que le comportement des fluides lubrifiants est
Newtonien et que le régime de lubrification est isotherme. Néanmoins, les applications
pratiques de la lubrification montrent que le modèle de fluide newtonien ou visqueux
linéaire ne constitue pas une approche satisfaisante des problèmes de lubrification avec
des fluides dopés ou pollués.
La recherche présentée dans ce mémoire de thèse comprend deux parties :
Dans La première partie, on a présenté une analyse théorique des effets combinés
du paramètre de couple des contraintes (modèle du fluide polaire de V. K. Stokes) et de
la piézo-viscosité du fluide sur le comportement thermo-hydrodynamique d’un palier
compliant dynamiquement chargé de moteur à combustion interne. Dans cette partie,
l’analyse de ce type de palier repose sur la résolution d’un problème de lubrification
inverse non linéaire gouverné par l’équation de Reynolds modifiée couplée aux
équations d’équilibre du maneton en utilisant une approche thermique globale.
L’évaluation de la puissance dissipée dans le contact requiert la dérivation d’une
équation d’énergie modifiée pour un fluide polaire { couples de contrainte. Pour
déterminer le champ de pression dans le palier, la méthode des substitutions
successives (ou méthode du point fixe) est utilisée pour la résolution du système
d’équations algébriques non linéaires résultant de la discrétisation par différences finies
de l’équation de Reynolds modifiée. Le lieu du centre du maneton durant tout le cycle
thermodynamique du moteur est déterminé { l’aide de la méthode itérative de Newton-
Raphson amortie appliquée aux équations d’équilibre du maneton en négligeant les
forces d’inertie de celui-ci.
Dans la seconde partie, on a mené une étude du comportement statique et
dynamique linéaire d’un palier { feuilles compliant (déformable) lubrifié par un gaz qui
est de l’air pollué modélisé comme étant un fluide { couple de contraintes en régime
isotherme. Dans cette approche dynamique, le film d’air est modélisé par huit
coefficients dynamiques, à savoir : quatre coefficients de raideur et quatre coefficients
d’amortissement. Pour calculer ces coefficients, on a utilisé une technique basée sur la
perturbation analytique de l’équation de Reynolds non linéaire modifiée écrite en
régime dynamique. Une étude des effets des couples de contraintes et des déformations
dynamiques des feuilles sur le comportement dynamique du palier a été aussi envisagée.
Les résultats obtenus ont montré que les effets des couples de contrainte dus à la
présence des additifs et des particules de pollution, et de la piézo-viscosité ont des effets
non négligeables sur le comportement dynamique des paliers fluides compliants surtout
lorsqu’il s’agit de lubrifiants incompressibles.
