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Dissertations / Theses on the topic 'Modèle de lubrification'
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Vazquez, Carlos. "Etude mathématique et numérique d'un modèle de cavitation en lubrification hydrodynamique et élastohydrodynamique." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10221.
Full textAbstract:
Ce memoire est consacre a l'analyse mathematique de problemes de lubrification dans lesquels la modelisation de la cavitation intervient par l'introduction de frontieres libres decrites par une equations aux derivees partielles avec discontinuite non lineaire. Le lubrifiant est suppose piezovisqueux. La premiere partie est consacree a l'analyse mathematique et numerique d'un probleme piezovisqueux hydrodynamique en accordant une attention particuliere aux conditions d'alimentation qui sont du type neumann-dirichlet. On obtient d'abord un theoreme d'existence par une technique de regularisation et de monotonie. On demontre ensuite un resultat d'unicite avec des techniques de monotonie par rapport a un des parametres du probleme. Nous proposons ensuite une methode de semidiscretisation en temps par la methode des caracteristiques. Dans la deuxieme partie du travail on etend l'etude precedente en prenant en compte la deformation des surfaces sous l'effet de la pression hydrodynamique. On obtient un probleme de couplage fluide-structure. La deformation de la structure est supposee obeir a une loi non locale du type hertz et la pression a une loi de type exponentiel. On obtient alors avec le modele pression-saturation d'elrod-adams une nouvelle equation de reynolds non lineaire et non locale pour laquelle nous demontrons un theoreme d'existence. Des resultats numeriques completent ces etudes theoriques
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Dalissier, Eric. "Optimisation des états de surface et nouveau modèle de cavitation pour un écoulement lubrifié." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00814525.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée è la modélisation et a la simulation de l'ensemble PISTON /SEGMENT/ CHEMISE, d'un moteur thermique. Dans un moteur, le piston muni de segments est en mouvement relatif dans la chemise. Ce système est lubrifié par projection d'huile, les segments et la surface de la chemise "contrôlent" la quantité de lubrifiant restant sur la paroi. Pour modéliser ce phénomène, le modèle conservatif parabolique-hyperbolique d'Elrod-Adams (P − θ), prenant en compte la cavitation (présence de gaz dans le fluide, aspect multiphasique de l'écoulement), est couplé a un modèle de contact, celui de Greenwood-Tripp (basé sur une approche statistique de la surface). En se restreignant a l'écoulement et au contact, nous négligeons beaucoup de phénomènes physiques pouvant intervenir comme le grippage ou les effets thermiques. Dans une première partie, les phénomènes mécaniques sont étudiés, de la réalisation de la surface des chemises è la modélisation de la physique de la lubrification du contact segment/chemise. Cette étude expose les simplifications effectuées et le choix des conditions aux limites pour la prise en compte de la cavitation en tant que problème a frontière libre, notamment au niveau du débit d'entrée pour simuler un fonctionnement "normal". Dans une deuxième partie, la mise en oeuvre et la modification de l'algorithme "classique" pour des surfaces mesurées sont décrites en détail. Nous présentons les performances simulées de différentes surfaces, et nous les comparons è des essais effectués par Renault. Dans une troisième partie, des modifications sont introduites au modèle (P − θ) utilisé précédemment afin de rendre l'écoulement cohérent avec le modèle de Navier-Stokes. Bien que ce nouveau problème puisse être posé en dimension 2, l'étude mathématique ne concerne que la dimension 1. On se ramène a un système dynamique dont les inconnues sont les frontières libres. L'unicité de la solution impose l'introduction d'un paramètre artificiel. Le comportement local et/ou global en temps est déterminé par les paramètres géométriques et les conditions aux limites. L'introduction de deux paramètres supplémentaires permet de démontrer l'existence et l'unicité de la solution. Dans une dernière partie, nous comparons le modèle de cavitation proposé avec le modèle P − θ.
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Frascati, François. "Etude et modélisation du comportement des émaux lors du matriçage finition des aubes en alliage de titane." Paris, ENMP, 2003. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00443623.
Full text
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Maier, Daniel. "On the use of model order reduction techniques for the elastohydrodynamic contact problem." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0010/document.
Full textAbstract:
Des simulations numériques rapides et précises du contact élastohydrodynamique (EHD) sont recherchées pour aider au développement de produits. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle compact pour le problème du contact EHD en appliquant des méthodes de réduction de modèle. Dans ce but l'équation de Reynolds (non-linéaire), l'équation d'élasticité (linéaire) et l'équilibre de la charge, sont résolus dans un système d'équations unique par la méthode de Newton. La réduction s'effectue par projection sur un sous espace de faible dimension, qui repose sur des solutions du système complet. De plus, une approximation du système est effectuée, dans laquelle les matrices du système réduit sont approximées. Pour le problème du contact EHD stationnaire, un algorithme de génération automatique des modèles compacts est présenté. L'algorithme fournit des modèles réduits stables et rapides sur une région de paramètres définies. La méthode de Newton réduite est également étendue aux fluides non-newtoniens. Les résultats du modèle réduit sont en très bon accord avec ceux du système complet, malgré un temps de calcul clairement plus petit. Par ailleurs, une nouvelle formulation pour le problème de contact EHD transitoire est introduite, dans laquelle la région de calcul est adaptée à la taille du contact. Ceci permet d'obtenir des modèles réduits efficaces, en particulier pour des excitations à grandes amplitudes. Alternativement, la méthode "Trajectory-Piecewise-Linear" (TPWL) est appliquée au problème du contact EHD transitoire. Cette méthode permet une accélération du calcul conséquenteIn today's product development process, fast and exact simulational models of complex physical problems gain in significance. The same holds for the elastohydrodynamic (EHD) contact problem. Thus, the objective of this work is to generate a compact model for the EHD contact problem by the application of model order reduction. Thereto, the EHD contact problem, consisting of the nonlinear Reynolds equation, the linear elasticity equation and the load balance, is solved as a monolithic system of equations using Newton's method. The reduction takes place by projection onto a low-dimensional subspace, which is based on solutions of the full system. Moreover, a so-called system approximation is executed at which the reduced system matrices are substituted by less complex surrogates. For the stationary EHD contact problem, an algorithm for the automated generation of the compact model is presented. This algorithm provides fast and numerically stable reduced systems on a given parameter range. Additionally, the reduced Newton method is extended to the consideration of Non-Newtonian fluids whereat highly accurate results are obtained requiring a very low computational time. Furthermore, a new formulation for the transient EHD contact problem is introduced, at which the computational area is adapted to the current contact size. This kind of morphing enables efficient reduced models in particular for excitations of large amplitude. Beside of the reduced Newton-method with system approximation, the method Trajectory Piecewise Linear (TPWL) is applied to the transient EHD contact problem. Here, further speed-up potential arises. Despite a distinctly lower computational time, the reduced model is in very good accordance with the full system
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Berger, Clément. "Fluides à seuil : interactions modèles et données." Electronic Thesis or Diss., Lyon, École normale supérieure, 2024. http://www.theses.fr/2024ENSL0044.
Full textAbstract:
Un fluide viscoplastique se comporte comme un solide rigide lorsque la norme du tenseur des contraintes est faible, puis comme un fluide visqueux lorsqu’elle dépasse un certain seuil. Les modèles mathématiques correspondants sont non-différentiables et laissent le tenseur des contraintes indéterminé dans les zones rigides. On dégage deux classes de stratégies de résolution numérique : modifier la loi de comportement pour régulariser les équations, ou utiliser leur formulation variationnelle afin de se ramener à un problème de minimisation non-lisse. Dans cette thèse, on utilise la seconde approche et on compare différentes méthodes d’optimisation. On confronte d’abord la méthode du Lagrangien augmenté aux méthodes proximales de type FISTA, avec une discrétisation différences finies. On décrit alors le compromis entre vitesse et stabilité, au travers d’écoulements dans une géométrie de type expansion-contraction, exhibant des zones rigides de topologie complexe. On traite ensuite d’une méthode de point intérieur pour laquelle on décrit les calculs et la formulation complète dans le cas du modèle Herschel-Bulkley, ainsi que les difficultés pratiques liées à cette méthode. Pour finir, on s’intéresse à un modèle de lubrification viscoplastique dans une cavité fermée pour lequel les équations sont simplifiées. On introduit alors un métamodèle combinant polynômes de chaos et réduction de dimension afin de résoudre l’EDP plus rapidement. La méthode est illustrée sur l’estimation de paramètres à partir de données synthétiques et d’expériences physiques. Le code et les données permettant de reproduire et d’adapter la méthode sont mis librement à disposition des praticiensA viscoplastic fluid behaves like a rigid solid when the norm of the constraint tensor is low, then like a viscous fluid when it exceeds a given threshold. The corresponding mathematical models are non-differentiable and leave the constraint tensor undetermined in the rigid zones.There exist two types of strategy for numerical resolution : modify the constitutive law in order to regularize the equations, or use their variational formulation to obtain an equivalent non-smooth minimization problem. In this thesis, the second approach is used and different optimization methods are compared. First, the augmented Lagrangian method is confronted to proximal FISTA-like methods, using finite differences. The compromise between speed and stability is described through flows in expansion-contraction geometries, exhibiting topologically complex rigid zones. Then an interior point method is described, with its complete derivation and formulation in the Herschel-Bulkley case, along with the practical difficulties of this framework. Finally, we describe a viscoplastic lubrification model in a closed cavity, for which the equations are simplified. In order to accelerate the resolution of the PDE, a metamodel combining polynomial chaos and dimension reduction is introduced. The method is illustrated with parameters' estimations on synthetic data and physical experiments. The code and data necessary to reproduce and adapt the method are publicly available for practitioners
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Maimouni, Houda. "Suivi des échanges d’eau dans un mortier de sable recyclé modèle à l’état frais par une approche rhéologique." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0045.
Full textAbstract:
L’intérêt pour le recyclage du béton est né d’une volonté d’inscrire le secteur du BTP dans une logique de développement durable. Les granulats de bétons recyclés (GBR) sont constitués de granulats naturels et de pâte de ciment adhérente durcie. La porosité élevée des GBR est à l’origine d’une modification de l’eau efficace du béton au détriment de ses performances aux états frais et durci. Un protocole expérimental basé sur des mesures d’étalement de mortier est proposé pour suivre quantitativement le transfert d’eau entre des sables de GBR et une pâte de ciment fraîche. Ce protocole est testé sur des sables de pâte de ciment (SPC) de rapport eau/ciment (E/C) égal à 0,3, 0,5 et 0,7. Les résultats montrent que le degré de saturation des SPC atteint un maximum avant 6 minutes d’immersion dans une pâte de filler puis reste quasi-constant. Le degré de saturation augmente avec le rapport E/C des SPC mais reste inférieur à 1. De plus, les cinétiques de transfert d’eau vers la porosité des SPC initialement secs immergés dans une pâte de filler ou de ciment sont similaires. Le protocole établi repose sur l’hypothèse d’une corrélation entre le rayon d’étalement et la quantité d’eau efficace du mortier. Afin d’étudier cette corrélation, d’une part, sous l’approximation de lubrification, les seuils d’écoulement des mortiers sont calculés à partir du rayon d’étalement. D’autre part, ces seuils sont calculés avec une approche bi-phasique des mortiers assimilés à des suspensions non colloïdales dans des fluides à seuil. La cohérence entre les deux approches est examinéeThe increased interest in concrete recycling results from a willingness to reconcile the construction industry with sustainability. Recycled concrete aggregates (RCA) consist of a mix of natural aggregates and attached cement. The high porosity of RCA modifies the effective water content of a recycled concrete at the expense of its fresh and hardened performances. A testing method based on spread measurements is suggested to follow quantitatively water transfers between RCA sand and a fresh cement paste. This protocol is tested on cement paste sands (CPS) having 0.3, 0.5 and 0.7 water/cement ratios (W/C). Results show that the saturation degree of CPS embedded in a filler paste reaches a maximum no later than 6 minutes then remains quasiconstant. The saturation degree increases with the W/C of CPS ratios but remains less than 1. Moreover, similar water transfer kinetics are found whether initially dry CPS are immersed in a filler or a cement paste. The established protocol assumes a correlation between spread and effective water content of a mortar. In order to study this correlation, on the one hand, under the lubrication approximation, the yield stress of mortars is calculated from their spread radius. On the other hand, yield stress of mortars is calculated using a biphasic modelling of mortars viewed as non-colloidal suspensions in a yield stress fluid. Consistency between the two approaches is examined
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Billy, Frédéric. "Analyse de l'effet des surfaces texturées dans un film mince : application aux joints d'étanchéités." Phd thesis, Université de Poitiers, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012160.
Full textAbstract:
Le but de l'étude présentée est l'analyse d'un écoulement turbulent au sein d'un joint annulaire texturé. Le stator est usiné de centaines de trous cylindriques dont la profondeur peut atteindre 20 fois l'épaisseur du film. L'analyse de l'écoulement a été réalisée à l'aide de la résolution des équations complètes de Navier Stokes et d'une étude expérimentale complémentaire.Une première approche bidimensionnelle a permis la mise en évidence de l'apparition de deux phénomènes dus à la prise en compte des effets d'inerties : un effet de traînée provenant de la présence des cavités ainsi que l'existence d'un cisaillement fluide important au sein de la couche de mélange s'établissant au niveau de l'interface cavité-film mince. La validation des résultats numériques 2D a été réalisée avec succès grâce à la conception et la fabrication d'un banc d'essais original. Ce dispositif permet d'entreprendre des mesures PIV dans un écoulement de Couette en canal rainuré allant jusqu'à des régimes fortement turbulent (Re=10000). La modularité du montage a été prise en compte afin de pouvoir tester d'autres types de textures à l'avenir.
La deuxième étape a été la résolution des équations de Reynolds dans un canal équivalent où la texture est remplacée par son effet à travers une modification des lois de frottement du rotor et du stator, ainsi que par la prise en compte de l'effet de traînée comme un terme source. Des simulations tridimensionnelles, basée sur une configuration réaliste, ont été effectuées afin d'extraire les données nécessaires pour la modification des modèles de calcul du film mince. Les grandes différences par rapport aux anciens modèles sont que les lois de frottements du rotor et su stator sont calculées séparément et que la variation de l'épaisseur du film est prise en compte.
Les calculs montrent une amélioration des résultats pour les coefficients de raideur directe, de raideur croisée et d'amortissement direct, avec cependant une surestimation de ce dernier.
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Freydier, Perrine. "Dynamique interne au front d'écoulements à surface libre. Application aux laves torrentielles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU010/document.
Full textAbstract:
Le modèle de couche mince intégré sur l'épaisseur, Saint-Venant, utilisé classiquement pour simuler la propagation de laves torrentielles et coulées boueuses, repose sur plusieurs approximations concernant la forme des profils de vitesse en zones non-uniformes. Il est pourtant nécessaire d'utiliser ce type de modélisation, comme outil d'aide à la gestion des risques liés aux laves torrentielles. Nous proposons d'éprouver ses hypothèses, en observant une zone fortement non-uniforme, le front de coulées à surface libre et le champ de vitesse à l'intérieur de cette zone.En améliorant notre connaissance de l'évolution de la forme des profils de vitesse (de la dynamique interne) au front de coulées, nous cherchons à améliorer les modèles de couche mince. Cette thèse porte donc sur l'étude de la dynamique interne au front d'écoulements à surface libre de fluides newtoniens et viscoplastiques.Nous avons utilisé le dispositif du canal à fond mobile qui permet de générer des coulées stationnaires dans le référentiel de l'observateur au moyen d'un fond mobile remontant vers l'amont. Nous avons réalisé un travail technique sur ce canal et sur l'analyse des images pour pouvoir mesurer les champs de vitesse à haute résolution spatiale aux fronts de coulées à surface libre de fluides viscoplastiques. L'étude des fluides newtoniens a aussi été réalisée afin de valider les modèles et éprouver le dispositif expérimental.Nous avons comparé les résultats expérimentaux aux solutions théoriques de deux modèles de couche mince adaptés à la rhéologie de Herschel-Bulkley : le modèle classique de la lubrification, à la base du modèle de Saint-Venant et un modèle consistant à l'ordre 1 développé dans cette thèse. Le modèle consistant d'ordre 1 est la somme du modèle à l'ordre 0 (la lubrification) et de termes correctifs qui proviennent des contraintes normales et des termes d'inertie. Dans le cadre de notre configuration du fond mobile remontant vers l'amont, il est possible de déduire la forme du front en cherchant une solution de type onde progressive, sans passer par un modèle intégré dans l'épaisseur.Pour les fluides viscoplastiques, la structure classique du profil de vitesse, avec une zone cisaillée surmontée d'un plug non cisaillé est bien reconnaissable sur nos profils de vitesse en zone uniforme, et en zone faiblement variée. Mais à l'approche du front, cependant, la vitesse de surface augmente, les profils de vitesse expérimentaux deviennent cisaillés sur toute l'épaisseur, conduisant à la disparition du plug à proximité de la ligne de front.Le modèle de lubrification prédit l’existence d'un plug dans le front jusqu'à la ligne de contact, ce qui n'est pas observé expérimentalement. La vitesse de surface du modèle de lubrification augmente à l'approche du front, mais est largement sous-estimée par rapport à la vitesse de surface mesurée. Les vitesses de surface prédites par le modèle d'ordre 1 augmentent plus drastiquement au front, en meilleur accord avec les mesures que le modèle de lubrification. Pour certaines configurations expérimentales l'accord est même très bon. Remarquablement, le cisaillement des profils de vitesse à l'approche du front, observé expérimentalement, est aussi prédit par le modèle d'ordre 1.Les profils de vitesse présentent donc une évolution au front de coulées viscoplastiques en contradiction avec les hypothèses du modèle de Saint-Venant. Le modèle consistant d'ordre 1 permet d'améliorer les prédictions. Un modèle intégré dans l'épaisseur de type Saint-Venant basé sur les développements consistants d'ordre 1 est alors calculé, car il constitue l'étape nécessaire avant d'être intégré dans un outil de simulation opérationnelA depth-averaged model based on the thin-layer assumption, called Saint-Venant (Shallow-Water), is classically used to simulate the propagation and the spreading of debris and mud flows. It is based on several approximations concerning the shape of the velocity profile in non-uniform zones. We propose to test these hypotheses, examining a strongly non-uniform zone, the front of free-surface viscoplastic flows and the velocity field within this zone. By improving our knowledge about the internal dynamics in the front zone, we seek to improve the thin-layer models. This thesis therefore focuses on the study of the internal dynamics within the front of viscoplatic free-surface flows.We used the moving conveyor belt to generate stationary flows. We carried out a technical work on this set-up, and specific analysis of images obtained from the high-speed camera, in order to be able to measure velocity fields with a high resolution. The study of a Newtonian fluid was also carried out in order to validate the lubrication model and the experimental device.We compared experimental results to theoretical solutions of two thin-layer models taking into account the Herschel-Bulkley rheology: the classical model of lubrication, which is at the base of Saint-Venant model, and a consistent first-order model specifically developed in this thesis.The first-order model is equal to the zero-order model (lubrication), plus corrective terms derived from the normal stresses and inertia terms.In this study, for the purpose of comparison with our experimental results, we are interested in travelling-wave solutions. We are able to solve the shape of the front without using a depth-averaged model.Far from the front, experimental velocity profiles clearly display the characteristic 2-layer structure predicted by the lubrication solution, with constant values close to the free-surface (plug) and a sheared layer underneath. Closer to surge tip, the shape of experimental longitudinal velocity profilesthen begins to differ from the theoretical prediction. The 2-layer structure tends to disappear, and the profiles display shear across the whole depth ofthe flow. In this tip region, surface velocity also appears to increase faster than its theoretical counterpart. Surface velocity predicted by the first-order model increase more drastically in the tip region, in better agreement with the measurements than the lubrication model. The first-order model predicts a sheared velocity profile when approaching the front, as observed experimentally.The consistent first-order model then provides better predictions about internal dynamics than lubrication model. A depth-integrated model like Saint-Venant, based on consistent first-order developments is then calculated, as a first step before being integrated into an operational simulation tool
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Lambert, Baptiste. "Modelling and Simulations of Contacts in Particle-Laden Flows." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0190/document.
Full textAbstract:
Les écoulements chargés en particules sont présents dans de nombreuses applications industrielles telles que le transport de boues ou l’industrie chimique en général. Dans des mélanges constitués de particules solides immergées dans un fluide visqueux, les interactions entre particules jouent un rôle essentiel dans la viscosité globale du mélange.Le phénomène de suspension est causé par des interactions hydrodynamiques à courte distance, connues sous le nom de lubrification. Les forces de lubrification sont généralement sous-estimées en raison de leur nature et de la discrétisation spatiale du problème.Dans cette thèse, nous proposons un modèle de lubrification qui estime les forces et couples hydrodynamiques non résolues par un solveur couplant la résolution des équations de Navier-Stokes incompressible par une méthode de volumes pénalisés, à la résolution de la dynamique des particules par une méthode aux éléments discrets. Les corrections des contraintes hydrodynamiques sont faites localement sur la surface des particules en interaction sans aucune hypothèse sur la forme générale des particules. La version finale du modèle de lubrification proposée peut être utilisée pour des suspensions de particules convexes sans aucune tabulation. La méthode numérique a été validée avec des particules sphériques et des ellipsoïdes, en comparant des simulations à des données expérimentales.Dans le cas de particules sphériques, le modèle de lubrification est aussi précis que les modèles de lubrification existants qui sont limités à ce type de géométrie. La compatibilité du modèle avec des particules convexes a été validée en comparant des simulations,utilisant des ellipsoïdes, à des mesures expérimentales que nous avons réaliséesParticle-laden flows can be found in many industrial applications such as slurry transport or the chemical industry in general. In mixtures made of solid particles emerged in a viscous fluid, particle interactions play an essential role in the overall mixture viscosity. The suspension phenomenon is caused by short-range hydrodynamic interactions, known as lubrication. Lubrication forces are usually underestimated due to their singularities and the spatial discretization of the numerical schemes. In this thesis, we propose a lubrication model for a coupled volume penalization method and discrete element method solver that estimates the unresolved hydrodynamic forces and torques in incompressible Navier-Stokes flows. Corrections are made locally on the surfaces of the interacting particles without any assumption on the global particle shapes. The final version of the local lubrication model can be used for suspension of convex particles without any tabulations. The numerical method has been validated against experimental data with spherical and ellipsoidal particles. With spherical particles, the lubrication model performs as well as existing numerical models that are limited to this specific particle shape. The model compatibility with convex particles has been validated by comparing simulations using ellipsoids to experimental measurements we made
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Strubel, Vincent. "Particle entrapment in EHD contacts - Aerospace applications." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI098/document.
Full textAbstract:
Une lubrification suffisante est essentielle au bon fonctionnement des mécanismes et/ou composants comme par exemple les paliers à roulement. Par contre, les lubrifiants contiennent souvent des débris d’usure ou des polluants extérieurs. Ces particules micrométriques peuvent pénétrer des contacts d’épaisseur inférieure au micromètre induisant des empruntes ou indents pouvant conduire à des endommagements irréversibles pour les surfaces en contact. L’objet de ce travail est l’étude du piégeage de polluants solides à l’aide de particules sphériques d’acier, d’un point de vue théorique, numérique et expérimental. Dans un premier temps, une étude phénoménologique a été proposée à l’aide d’une nouvelle méthode expérimentale basée sur la technique PIV combinée à un tribomètre bille/disque. Les trajectoires des polluants à l’entrée du contact ont pu ainsi être identifiées. En parallèle, un modèle numérique d’écoulement du lubrifiant a été développé pour permettre l’évaluation des conditions menant au piégeage ou non de particules. Finalement, des expériences sur une machine bi-disques en conditions de lubrification polluée contrôlée ont permis de valider les tendances observées pour le piégeage. Une première série de résultats a montré que le piégeage de contaminants est fortement dépendant du profil de vitesse du lubrifiant. Un taux de piégeage très hétérogène a été observé sur des contacts avec une ellipticité transverse à l’écoulement variable. De manière surprenante, malgré une augmentation de la largeur de contact, une forte diminution du nombre de particules piégées a été observée dans des contacts elliptiques. Il a été démontré que cette diminution pouvait être imputée à la présence d’importants reflux de lubrifiant dans les contacts elliptiques larges. L’étude de contacts hybrides, nitrure de silicium–acier, a montré une bonne résistance à l’indentation du nitrure de silicium. Il est à noter que les contacts hybrides présentent des niveaux de piégeage similaire à un contact tout acierContact lubrication is essential in a wide range of mechanical systems like rolling element bearings (REBs). A minimum quantity of clean lubricant all along the bearing life is necessary but difficult to ensure. In fact, lubricants contain inevitably wear debris or external particles, like dust. Carried by the lubricant in the vicinity of elastohydrodynamic (EHD) contacts, particles can be entrapped with disastrous consequences for contacting surfaces. Entrapment of micrometric particles in submicrometric contacting gaps means irreversible damages for the surfaces. Damages weaken the surfaces and reduce significantly the REBs lifetime. The goal of this work is to analyze the critical particle entrainments in the contact inlet. Entrapment of steel spherical particles was investigated from the numerical and experimental point of view. Firstly, the phenomenology of entrapment was explored with a new experimental method based on Particle Image Velocimetry (PIV) technique installed on a tribometer. It enabled the evaluation of velocity profiles in the contact inlet and the tracking of particles within EHD contacts. Secondly, a numerical modelling of the inlet flow for EHD contacts, including the particle tracking, was developed. Finally, tests on a twin-disc machine with a controlled level of well-defined contamination were conducted to validate previous conclusions. A first set of results showed that particle entrapment is highly dependent on the lubricant velocity profile. Depending on contact geometry, from point to wide elliptical contacts, different entrapment probability were revealed. Surprisingly, increasing contact width with wide elliptical contacts leads to a drop of entrapped particles. It was demonstrated that this phenomenon is due to backflows occurring upstream from these contacts. Introducing a hybrid pair of contacting materials (silicon nitride–steel), dents on the surfaces due to entrapped particles were explored. It has been confirmed that silicon nitride surface offers a real ability to resist to indentation. It was also noticed that the entrapment probability for silicon nitride–steel contacts is equivalent to a steel–steel one
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Grec, Bérénice. "Fluides complexes en films minces." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00351462.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la modélisation, à l'analyse mathématique et à la simulation numérique d'écoulements de divers fluides complexes dans des domaines de faible épaisseur. En effet, les modèles de fluides newtoniens ne sont pas toujours suffisants pour décrire de manière réaliste les écoulements considérés. Plusieurs phénomènes peuvent être pris en compte :* le caractère complexe des fluides eux-mêmes, comme pour des fluides non-newtoniens ;
* l'hétérogénéité de l'écoulement, dans le cas de mélanges de fluides par exemple.
Il est important d'analyser comment ces modèles peuvent être simplifiés dans le cas de domaines minces, et d'étudier rigoureusement les modèles approchés.
Dans une première partie, des écoulements de fluides non newtoniens visco-élastiques représentés par une loi de comportement de type Oldroyd-B couplée aux équations de Navier-Stokes sont étudiés. Dans le cas de géométries minces, un modèle approché a été proposé. On justifie la validité de cette approximation ; la démonstration repose sur des estimations et des résultats de régularité fins.
Dans une deuxième partie, on considère un modèle d'écoulement piezovisqueux utilisé en lubrification hydrodynamique. Ce modèle fait aussi intervenir la déformation élastohydrodynamique du domaine (déformation du type Hertz), et l'aspect diphasique de la cavitation, qui est décrit par le modèle d'Elrod-Adams (en pression-saturation). On montre l'existence d'une solution à ce problème pour des lois pression-viscosité réalistes.
Dans une troisième partie, on introduit un modèle diphasique à interface diffuse, permettant de rendre compte de phénomènes plus fins tels que les gouttes. Pour cela, un paramètre d'ordre est introduit (fraction volumique d'une phase dans le mélange), gouverné par le modèle de Cahn-Hilliard. Un système approché est obtenu de manière heuristique pour un domaine de faible épaisseur. On étudie les propriétés mathématiques de ce système, et on montre un résultat d'existence, avec prise en compte ou non de la tension de surface.
Dans la dernière partie, un schéma numérique est mis en place pour simuler le modèle décrit précédemment d'écoulements diphasiques en domaines minces. Il permet de prendre en compte différents phénomènes physiques, comme de grandes variations de la viscosité ou la présence de recirculations à l'intérieur d'une goutte, ainsi que de simuler des mélanges dans le cadre d'écoulements lubrifiés.
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Villavicencio, Rojas Maria Daniela. "Predictive modelling of the tribological behaviour of self-lubricating composite materials." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI040.
Full textAbstract:
Dans les matériaux composites autolubrifiants, la génération de particules d’usure est nécessaire pour assurer la lubrification. Dans les roulements à billes, ce type de lubrification est possible grâce au matériau de la cage, composé d’un matériau composite autolubrifiant, tandis que le reste du roulement est fait en métal (AISI 440C). Pour les applications spatiales, le RT/Duroid 5813 est un composite autolubrifiant reconnu pour les cages de ce type de roulements. Ce matériau a été largement utilisé car il a répondu aux besoins de la lubrification sèche dans l’espace. Cependant, la production de ce matériau a été arrêtée dans les années 90. Cette situation a conduit à la recherche d’un « matériau équivalent » , répondant à la fois aux besoins du marché spatial et aux « besoins tribologiques ». Aujourd’hui, le principal inconvénient lié à ces matériaux est le manque de prévisibilité de leur comportement tribologique. Dans ce travail, une approche couplée expérimentale et numérique a été proposée afin de modéliser le comportement tribologique des matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé a été nourri par des caractérisations expérimentaux (comme la tomographie à rayons X pour la création de la morphologie du matériau numérique, ou la microscopie à force atomique pour informer la valeur de l’adhésion entre les composants). Le but d’une telle démarche numérique est de palier les limites d’une approche entièrement expérimentale qui ne permet pas d’observer in-situ le contact de par son caractère confiné. L’objectif du présent travail est de donner une réponse au problème de compréhension du comportement tribologique de matériaux composites autolubrifiants dans le mécanisme de double transfert. Ceci en vue de contribuer au développement d’un nouveau matériau tribologique répondant aux besoins des applications spatiales. Parmi tous les matériaux autolubrifiants, le PGM-HT a été sélectionné dans cette étude car sa morphologie grossière a permis de construire une version numérique du matériau (avec la résolution du tomographe à rayons X utilisé dans ce travail). Néanmoins, l’approche proposée ici pour construire le modèle numérique peut être étendue à d’autres matériaux composites autolubrifiants. Le modèle numérique proposé dans ces travaux ouvre de nouvelles perspectives en termes de conception de matériaux, car il permet d’étudier directement les scénarios de dégradation et d’usure des matériaux composites. D’un point de vue général, il est à noter que la tribologie numérique est un outil offrant de multiples possibilités pour la compréhension des matériaux autolubrifiants, et permet d’aider dans le processus de prédiction du comportement tribologique des matériaux autolubrifiantsIn self-lubricating composite materials, the generation of a stable third body layer is necessary to ensure contact lubrication. This is specially true for the contact in which these materials are directly involved, and also in other contacts implicating its counterface. Such type of lubrication is possible in self-lubricating bearings thanks to its cage material, which is made of the self-lubricating composite, while the rest of the bearing is usually made of AISI 440C. For space applications, RT/Duroid 5813 is a recognized self-lubricating composite cage material for this kind of bearings. This material has been widely used not only because of the space heritage, but also because it has satisfied the needs of space dry lubrication. However, the production of this material has been stopped in the 90’s, and it has placed the latter out of the market. This situation has led to the search for an equivalent material, that meets both the needs of the space market and the "tribological needs." Today, the main inconvenient related to these materials is the lack of predictability of their tribological behaviour. In this work, the "making of" a coupled numerical-experimental approach has been proposed in order to carry out the understanding of these materials. The goal of this numerical approach is to let to "complement" the limitations of a fully experimental or a fully numerical approach (the confined nature of the contact does not allow in situ observation). Such numerical approach has been informed with experimental test (as X-ray tomography for the creation of the numerical morphology, or atomic force microscopy to inform the value of adhesion between the components). Among all the self-lubricating materials, PGM-HT has been selected in this study because its coarse morphology let to build a numerical version of the material (with the resolution of the X-ray tomograph used in this work). Nevertheless, the approach that has been proposed here to build the numerical model, can be extended to other self-lubricating composite materials. The numerical model developed in this work opens new perspectives in terms of material design, as it makes it possible to directly study the scenarios of damage and wear of self-lubricating composite materials. From a general point of view, from this work it can be highlighted that numerical tribology is a tool that offers multiple possibilities in the understanding of self-lubricating materials, and that helps in the predictionof the tribological behaviour of self-lubricating materials. This work has then let to advance in the understanding of these materials
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Meziane, Bilel. "Film thickness build-up in highly loaded lubricated contacts under Zero Entrainment Velocity condition." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI005.
Full textAbstract:
Les contacts lubrifiés sous forte charge sont souvent étudiés dans des conditions de roulement/glissement. Dans ces cas, l’entrainement du lubrifiant dans un coin d’huile explique la présence d’un film séparateur. Cependant, il existe un certain nombre d’applications dans lesquelles les surfaces en contact ont des vitesses égales et opposées. Cela correspond à une vitesse d’entrainement (définie comme la moyenne des vitesses des deux surfaces) nulle. Dans ce cas, les modèles prédictifs de la littérature ne peuvent plus s’appliquer. Dans ce mémoire de thèse, les phénomènes physiques conduisant à une génération de film séparateur à vitesse d’entrainement nulle sont étudiés. Un modèle éléments finis prenant en compte les aspects thermiques et transitoires est mis en œuvre pour mesurer les quantités locales. En régime stationnaire, les résultats numériques sont comparés avec un très bon accord à un jeu de données issu d’une campagne d’expérimentations dédiée. Cette approche duale permet de quantifier l’influence de la charge, de la vitesse des surfaces et de la température externe sur l’épaisseur de film à vitesse d’entrainement nulle. Les contacts sont ensuite étudiés sous une charge variable, ce qui montre l’influence relative des phénomènes thermiques et transitoires pouvant générer une épaisseur de film. En fonction du ratio entre le temps caractéristique de chargement et le temps caractéristique d’échauffement, ces effets peuvent montrer une synergie bénéfique pour le contactHighly loaded lubricated contacts are often studied in rolling/sliding conditions. In those cases, the entrainment of lubricant in a so-called “oil wedge” explains the existence of a separating film thickness. However, in a number of industrial applications, the contact is subjected to opposite surface velocities. In such cases, there is a Zero Entrainment Velocity (defined as the average velocity of the two surfaces) of the fluid. The film thickness prediction formulae developed in the literature for rolling contacts are unusable. In this thesis, the physical phenomena leading to a film build-up under Zero Entrainment Velocity condition are elucidated. A finite element model is used in order to facilitate in-situ measurements. It aims to describe the behaviour of the contact in thermal and transient conditions. In the stationary regime, the numerical values are compared with a very good agreement to a set of results obtained via a tailored experimental campaign. This dual approach enables a quantitative description of the influence of the contact load, surface velocities and external temperature on the film thickness under ZEV condition. Then, the relative influence of the thermal and squeeze effects is studied. Depending on the ratio between the characteristic loading time and the characteristic thermal time, these two effects can show a beneficial synergy for the contact
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Danos, Jean-Christophe. "Lubrification thermohydrodynamique dans les joints d'étanchéité à faces radiales." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2330.
Full textAbstract:
Les garnitures mecaniques (ou joints d'etancheite a faces radiales) sont des dispositifs d'etancheite d'arbres tournants souvent utilises dans des conditions severes de vitesse, de temperature et de pression, pour des fluides agressifs ou dangereux, et devant garantir une bonne fiabilite. Leur fonctionnement optimal doit assurer une lubrification satisfaisante des faces tout en minimisant la fuite. Ce compromis est principalement regi par les phenomenes lies a la dissipation thermique dans l'interface et aux transferts de chaleur avec l'environnement. Le travail de recherche de cette these de doctorat a ete consacre a l'etude du comportement thermohydrodynamique d'une garniture mecanique en regime permanent et en regime transitoire. A partir d'une analyse bibliographique approfondie, deux modelisations ont ete developpees en vue de determiner les champs de temperatures dans une garniture. La premiere, concerne un modele tridimensionnel de joint, fonctionnant en regime permanent d'entrainement dynamique, dont la face du rotor peut etre creusee d'encoches. La seconde se rapporte a un modele bidimensionnel en regime transitoire. Pour ces deux etudes, les equations generales du probleme sont etablies et resolues par la methode des differences finies, au moyen de processus iteratifs. Les modeles numeriques sont valides par comparaison avec les resultats de la litterature. Les etudes parametriques, realisees avec chacun des modeles, contribuent a une meilleure connaissance de l'influence des divers parametres geometriques et fonctionnels sur le comportement thermique des garnitures mecaniques. Les programmes de calculs qui ont ete developpes constituent des outils originaux d'aide a la conception et a l'optimisation des garnitures d'etancheite.
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Damiens, Bruno. "Modélisation de la lubrification sous-alimentée dans les contacts élastohydrodynamiques elliptiques." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0037/these.pdf.
Full textAbstract:
Dans les mécanismes lubrifiés, la durée de vie des surfaces en contact est fonction de l'épaisseur du film de lubrifiant qui sépare les solides. La sous-alimentation en lubrifiant affecte cette épaisseur de film et réduit la durée de vie des mécanismes. Une modélisation mathématique du problème à frontières libres est adoptée. Les techniques Multigrilles et Multi-Level Multi-Integral utilisées pour résoudre le système d'équations sont sommairement exposées. Le modèle fournit les champs de pression et d'épaisseur de film de lubrifiant dans le contact. Il permet de valider un modèle analytique développé afin de mettre en évidence et de quantifier le débit d'éjection de lubrifiant, dans la couche limite qui entoure le contact. La largeur de la couche limite régit le débit d'éjection et elle permet de déterminer la réponse du contact à la sous-alimentation. La largeur de la couche limite peut aussi être utilisée pour prédire la persistance d'une sous-alimentation locale dans un mécanismeThe life of lubricated mechanisms is a function of the lubricant film thickness separating the contacting solids. The degree of lubricant starvation affects this film thickness and the life of the mechanisms. A free boundary model has been adopted. The lubricant distribution in the inlet of the contact is used as a boundary condition. The "multigrid" and "Multi-Level Multi-Integral" techniques, used to solve the equations describing the problem, are briefly exposed. The pressure field and the deformed geometry of the surfaces are obtained on the computational domain. This solution allows the validation of an analytical model developed to study the ejection flow and to quantify this flow in the boundary layer surrounding the contact. The flow is governed by the width of the boundary layer. This width, determines the contact response to a lubricant starvation. The dimensionless width can also be used to predict the persistence of local lubricant starvation, in a particular mechanism
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Chambat, Michèle. "Contribution à la modélisation en lubrification hydrodynamique : phénomènes de cavitation et études asymptotiques pour un écoulement entre des surfaces rugueuses." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10021.
Full textAbstract:
Analyse numerique en lubrification hydrodynamique avec cavitation. Equations aux derivees partielles, methodes asymptotiques, problemes de frontieres libres et homogeneisation. Influence de la rugosite de surface
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Boukrouche, Mahdi. "Contribution à la modélisation de problèmes à frontière libre, issus de la lubrification hydrodynamique : phénomènes de Hele-Shaw et de cavitation." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10003.
Full textAbstract:
La premiere partie de cette these concerne le phenomene de la cavitation dans les paliers autolubrifies. Pour des conditions aux limites correspondantes a une modelisation mathematique coercive, l'existence est prouvee en utilisant des techniques de regularisation et l'unicite est demontree en generalisant une methode due a j. Carillo. Pour certaines conditions de fonctionnement, le modele est du type non coercif et on doit introduire une contrainte integrale sur le multiplicateur de lagrange. La technique de demonstration est alors basee sur une dependance artificielle en temps et l'utilisation d'une discretisation par la methode des caracteristiques. Dans la deuxieme partie, on considere diverses generalisations du probleme de hele-shaw. En supposant que la frontiere libre est suffisamment reguliere, on montre que l'utilisation d'une transformation integrale et de la theorie des inequations variationnelles permet d'obtenir une generalisation qui prend en compte la geometrie des surfaces et les effets d'ecrasement. Une approche utilisant le potentiel complexe, conduisant a la recherche d'une application quasi conforme du disque unite sur le domaine inconnu, nous donne en plus un resultat de regularite de la frontiere libre. Les techniques precedentes ne sont pas utilisables lorsque l'on prend en compte des effets de cisaillement. On introduit alors le modele de cavitation du type elrod-floberg et l'on montre qu'il peut etre considere comme une generalisation du modele de hele-shaw
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Cassarini, Stéphane. "Modélisation du film lubrifiant dans la zone d’entrée, pour la lubrification par émulsion en laminage à froid." Paris, ENMP, 2007. http://pastel.paristech.org/3032/01/Thése-Cassarini.pdf.
Full textAbstract:
Lors de l’utilisation d’une émulsion en tant que lubrifiant, au-delà d'une plage de fonctionnement stable où le frottement reste à peu près constant, il existe souvent une vitesse critique de quelques m/s, au-delà de laquelle accélérer provoque une hausse du frottement. En conséquence, les lamineurs ne peuvent raisonnablement laminer pour des vitesses supérieures à cette vitesse critique. Les gains de productivité se voient ainsi plafonnés. Pourquoi cette augmentation, et comment pourrait-on l'éviter ? Pour répondre à cette question, nous avons d'abord mis en relation des mesures globales en laminage (frottement moyen, Reich et al. ) avec des mesures d'épaisseur de film lubrifiant faites par Zhu et al. Dans un contexte assez différent : l'Elasto-HydroDynamique (EHD). En effet, le comportement observé en EHD nous a paru susceptible de fournir une bonne explication au comportement relevé en laminage. Conforter cette analogie entre deux situations nettement différentes passe par la modélisation. Il faut cerner les mécanismes qui concourent à la formation du film lubrifiant dans les deux cas. Nous avons donc repris des modèles de la littérature : celui de Szeri et celui de Wilson. Nous les avons complétés et couplés, après avoir constaté que chacun devait représenter de manière satisfaisante les conditions régnant dans les diverses parties du contact. En matière de lubrification, le modèle développé montre que la taille des gouttes d’huile et la capacité qu’elles ont de s’adsorber, de former un plate-out conséquent constituent des paramètres nettement plus influents que la viscositéWhen using an emulsion as a lubricant, one often observes a speed range with stable working conditions, namely friction remains approximately constant. But at higher speeds in some cases, above a critical speed in the m/s range, accelerating increases friction. As a consequence, the rolling mill cannot reasonably work at higher speed, limiting expected productivity gains. Why does friction increase, and how to avoid it? To answer this question, we try to relate global observations in strip rolling (“average friction”, Reich et al. ) and lubricant film thickness measurements by Zhu et al. In a rather different context: Elasto-Hydrodynamics (EHD). Indeed, we consider that the behaviour observed in EHD provides a viable explanation to emulsion behaviour in strip rolling. To confirm this analogy between two sharply different situations, we turned to modelling. It is necessary to analyze the mechanisms which contribute to the formation of the lubricant film in both cases. The literature offers two kinds of diphasic thin lubricant film models: Szeri's and Wilson's. We completed and coupled them, noting that each may represent correctly the conditions prevailing in the diverse parts of the contact. In lubrication, the model developed shows that emulsification-related properties, such as the size of the oil droplets and their capacity to wet the solid surfaces and form a significant "plate – out film", are much more influential than oil-related properties (viscosity)
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Rabehanta, H. Roger. "Contribution à l'étude de la lubrification d'un contact de matériaux à faible module d'élasticité en régime hydrodynamique et élastohydrodynamique." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600590j.
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Seoudi, Tarek. "Non-intrusive CdSe-based quantum dots for sensing pressure and temperature in lubricated contacts." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI009.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à la mesure des pressions et des températures locales et à la comparaison de la génération de chaleur dans les contacts élastohydrodynamiques (EHD) de type tout acier et hybride (nitrure de silicium-acier). Le but ultime de ce travail est de développer une nouvelle technique in situ non-intrusive, exploitant la sensibilité de la photoluminescence (PL) des boîtes quantiques (QDs) de CdSe/CdS/ZnS aux variations de pression et température, afin de cartographier ces deux paramètres dans les contacts EHD. Dispersible à faible concentration dans les lubrifiants, il est montré que les QDs ne modifient pas le comportement rhéologique du fluide porteur et que le cisaillement n’est pas perturbateur à la réponse en PL. La calibration des QDs en suspension confirme la dépendance de la réponse en PL des QDs à la pression et à la température. Les mesures in situ sont effectuées en utilisant un banc d’essai bille-disque. La comparaison entre les mesures in situ de pression et de température et celles prédites à l'aide d'un modèle éléments finis TEHD interne montre une bonne concordance, ce qui démontre la faisabilité de la méthodologie proposée. Les effets du glissement et du chargement normal sur la pression, la température et la chaleur générée sont reportés. L’effet des propriétés thermiques des solides est souligné et la répartition de la chaleur générée entre les solides en contact est étudiée. L'équilibre énergétique entre l'énergie mécanique et l'énergie thermique interne générée par compression et cisaillement est démontré en comparant les pertes de puissance expérimentales et la chaleur générée issue du modèle numérique, pour des contacts acier-acier et hybridesThis thesis is dedicated to the measurement of local pressure and temperature and to compare the heat generation in all-steel and silicon nitride-steel (hybrid) elastohydrodynamic (EHD) contacts. The ultimate goal of this work is to develop a new non-intrusive in situ technique, exploiting the sensitivity of the photoluminescence (PL) of CdSe/CdS/ZnS quantum dots (QDs) to pressure and temperature. Dispersible in small concentration in lubricants, it is shown that the QDs doesn’t modify the rheological behavior of the carrier fluid and that shearing is not perturbative to the QDs PL response. The calibration of QDs in the suspension confirms the QDs PL dependence on temperature and pressure. The in situ measurements were conducted in EHD contacts using a ball-on-disc test rig. Comparisons between pressure and temperature measurements and predictions, using an in–house finite element thermal EHD model, showed a good agreement which demonstrates the feasibility of the proposed methodology. The effects of sliding and normal loading on pressure, temperature and heat generation are indicated. The effect of the thermal properties of the solid materials is underlined and the partition of the generated heat between the contacting solids is investigated. The energy equilibrium between the mechanical energy and the internal thermal energy generated by compression and shearing is demonstrated by comparing experimental power losses and numerical heat generation, in steel-steel and hybrid contacts
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Jaï, Mohammed. "Analyse numérique d'un schéma aux différences finies "mixtes" L. P. D. E. M. Et d'un algorithme de cavitation." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO19005.
Full textAbstract:
Dans une premère partie, on étudie théoriquement et numériquement uneméthode du type differences finies "mixtes", résolution des problèmes elliptiques : L. P. D. E. M. (locally exact partial differential equation method). Cette méthode, initialement proposée par C. H. T. Pan, A. Perlman et W. Li de manière heuristique pour la résolution des problèmes issus de la lubrification hydrodynamique, présente un certain nombre de caractères originaux que nous mettons en évidence. Nous montrons en particulier qu'elle donne un schéma numérique exact pour les équations elliptiques sans terme d'ordre 0 en dimension 1. Par ailleurs sa grande stabilité observée numériquement peut s'expliquer en référence à des propriétés liéess à l'homogénéisation. Nous donnons ensuite une variante de cette méthode pour la résolution des équations de diffusion convection et plus particulièrement pour les problèmes de perturbations singulières, en dimension 1, pour lesquelles on établit des estrimations d'erreurs uniformes. Comme pour les équations de diffusion pure, on montre que le schéma aux différences, est exact, en dimension 1, pour les équations de diffusion convection sans terme d'ordre 0. La deuxième partie s'intéresse à l'étude mathématique et à l'unicité de la solution approchée d'un problème monodimensionnel de frontière libre intervenant dans l'écoulement d'un fluide peu compressible en présence de cavitation et sous l'hypothèse des films minces, pour des conditions aux limites de Jackobson-Floberg-Adams.
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Servant, Annette. "Butée à patins oscillants." Lyon, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAL0077.
Full textAbstract:
[Le comportement stationnaire des butées à patins oscillants peut-être entièrement caractérisé par 6 paramètres adimensionnés. L'élasticité des supports a pour principal effet une égalisation de la charge sur des différents patins pour les cas de mésalignements. En régime dynamique harmonique le film fluide peut-être schématisé par une ensemble de 18 coefficients de raideur et d'amortissement équivalents, on note que l'inertie des patins a un rôle négligeable et que les patins ne sont pas générateurs d'instabilités. ]
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Rouby, Corinne. "Modélisation du contact bille-papier, de l'écoulement d'encre dans un systèmed 'écriture et simulation de la trace." Paris Est, 2008. http://www.theses.fr/2008ENPC0833.
Full text
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Nonato, Fábio 1985. "Modelo dinamico para o contato em mancais de elementos rolantes sujeito a lubrificação elastohidrodinamica." [s.n.], 2009. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263812.
Full textAbstract:
Orientador: Katia Lucchesi CavalcaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-14T16:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nonato_Fabio_M.pdf: 2576321 bytes, checksum: 620be5d1e8be22816a88e01fd2596425 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Com a necessidade da diminuição do tempo de projeto, a utilização de modelos computacionais para simulação de componentes mecânicos se torna rota obrigatória para se evitar excessivos testes físicos. Com base nesta premissa, se torna necessário estudar a dinâmica de componentes anteriormente considerados rígidos, como mancais de elementos rolantes, e assim conhecer sua influência sobre o sistema completo. Assim, utilizando um modelo por diferenças finitas em múltiplos níveis, foi avaliada a condição de lubrificação no contato em rolamentos sujeitos a lubrificação Elastohidrodinâmica (EHD) transiente. Desta forma foi possível caracterizar dinamicamente o contato, aproximando o filme de óleo a um conjunto de mola e amortecedor não lineares. Portanto introduz-se um elo flexível ao mancal, possibilitando a sua análise dinâmica como parte do sistema.
Abstract: With the need of time reduction on mechanical projects, the use of computational models for the analysis of mechanical components becomes mandatory in order to avoid excessive physical tests. Based on this assumption, is necessary to study the dynamic of previously assumed rigid components, as the rolling elements bearings, and thus knowing its influence on the complete system. Utilizing a multi-level finite difference method, the lubrication condition on the contact in bearings under Elastohydrodynamic (EHD) transient lubrication was evaluated. Therefore the dynamic characterization of the contact was possible, adjusting the oil film to a nonlinear spring-damper set. Hence a flexible joint is introduced in the bearing, making it possible its dynamic analyses as part of the system.
Mestrado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Mestre em Engenharia Mecânica
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Trunfio, Ana-Maria. "MODELE BIO-TRIBOLOGIQUE DES ARTICULATIONS. ROLE MECANIQUE ET PHYSICOCHIMIQUE DES ASSEMBLAGES MOLECULAIRES DU FLUIDE SYNOVIAL." Phd thesis, INSA de Lyon, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137339.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est l'analyse du rôle des assemblages moléculaires du fluide synovial dans le fonctionnement tribologique d'une articulation naturelle saine et prothésée. Pour cela un modèle ex vivo réaliste reproduisant les caractéristiques mécaniques et physicochimiques d'une articulation naturelle a été conçu et exploité. Ce modèle reconstitue ex vivo les propriétés mécaniques et physico-chimiques des cartilages articulaires en utilisant un matériau polymérique de type hydrogel.
Le modèle reconstitue aussi ex vivo les assemblages moléculaires du fluide synovial (multicouches lipidiques et vésicules du gel synovial) en utilisant des techniques de physique nanostructurale comme le dépôt lipidique par éclatement de vésicules et par la co-adsorption des micelles, la fabrication des liposomes et la microscopie de force atomique. L'évolution de ces assemblages moléculaires est visualisée in situ, au cours d'essais de frottement, par microscopie optique en fluorescence obtenue avec des marqueurs moléculaires.
Les résultats expérimentaux corrélés avec un modèle numérique des multicouches lipidiques (dynamique moléculaire) permettent de localiser où et comment s'effectue le glissement dans les assemblages moléculaires de la synovie ce qui contribue à expliquer l'origine des valeurs de frottement mesurées. Par exemple, si le glissement se localise dans le gel synovial le coefficient de frottement est de 0.15, alors qu'il n'est que de 0.0015 lorsqu'il se localise dans les multicouches lipidiques.
Sur le plan appliqué, d'autres résultats montrent que l'hydrogel, simulant le cartilage, favorise la formation et le maintien des multicouches lipidiques, ce qui n'est pas le cas avec l'acier et le polyéthylène des implants. Cela permet d'expliquer les différences de comportement tribologique dans les deux cas. Enfin, la mise en évidence d'une interdépendance entre les propriétés mécaniques et les propriétés physicochimiques de l'hydrogel a été exploitée pour comprendre des phénomènes mécaniques (variation du module d'élasticité, usure....) liées à l'évolution des pathologies.
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Denni, Martin. "Dynamic behaviour of cylindrical roller bearing working in a centrifugal field for planetary gearbox applications." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI096.
Full textAbstract:
Dans un objectif permanent de réduction de consommation des turboréacteurs, les constructeurs aéronautiques souhaitent atteindre de meilleurs rendements en augmentant la vitesse de l'ensemble compresseur-turbine. Afin de limiter la vitesse de la soufflante, un étage de réduction épicycloïdal doit être inséré entre la soufflante et le compresseur. Du fait de leur bonne tenue en cas de défaillance du circuit de lubrification, les roulements sont souvent privilégiés aux paliers hydrodynamiques pour les applications aéronautiques. Cependant, dans le cas des trains épicycloïdal, les roulements sont soumis à des forces centrifuges importantes qui sont la cause de pertes de puissances significatives ainsi que de la fatigue prématurée des cages ce qui peut provoquer la destruction du roulement. Ce travail de thèse consiste en le développement d'un modèle numérique permettant de comprendre le comportement dynamique d'un roulement à rouleaux cylindriques fonctionnant en champ centrifuge. Pour cela, la méthode de dynamique multi-corps est utilisée, couplée à des modèles de contact semi-analytiques tenant compte des différents régimes de lubrification rencontrés dans le roulement. De plus, un modèle élément finis est développé pour prendre en compte la flexibilité de la bague extérieure qui peut affecter la dynamique du roulement. Les résultats sont présentés pour une application classique de train épicycloïdal en termes de force, vitesse et perte de puissance. De forts impacts entre les rouleaux et la cage sont observés et les mécanismes responsables des importantes pertes de puissances et de la fatigue de cage sont expliqués. L'influence des hypothèses principales de modélisation est présentée. Enfin, une étude de l'influence des différents paramètres sur l'amplitude des forces et sur la taille et la position de la zone de chargement du roulement est réaliséeWith the constant aim of reducing the turbofan consumption, aircraft manufacturers try to reach higher efficiency by increasing the compressor-turbine speed. In order to limit the fan speed, a planetary gearbox is introduced between the fan and the compressor. Because of their good oil-off performance, roller bearings are often preferred over hydrodynamic bearings for aircraft applications. However, in the case of planetary gearboxes, the roller bearings are submitted to severe centrifugal forces which cause significant power losses and premature cage fatigue that may lead to overall bearing failure. The present work consists in the development of a numerical model for the understanding of the dynamic behaviour of a cylindrical roller bearing working in a centrifugal field. Multi-body dynamics is used, coupled with semi-analytical contact models accounting for the different lubrication regimes encountered in the bearing. In addition, a finite element model is developed to account for the outer ring flexibility that may affect the bearing dynamics. Results are presented for a typical planetary gearbox application in terms of force, speed and power losses. Severe roller/cage impacts are observed and the mechanisms that cause the high power losses and the cage fatigue are explained. The influence of the main model hypothesis is presented. Finally, a study of the influence of the different parameters on the force amplitude and the bearing loaded zone shape and position is performed
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Nonato, Fábio 1985. "Modelo dinâmico para mancais de elementos rolantes radiais de esferas considerando os efeitos da lubrificação elastohidrodinâmica." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/262999.
Full textAbstract:
Orientador: Katia Lucchesi Cavalca DediniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-23T01:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nonato_Fabio_D.pdf: 15501749 bytes, checksum: e33de59a100f07bcab576880e3654db0 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: A representação dinâmica dos contatos mecânicos em modelos computacionais de mancais de elementos rolantes baseia-se comumente no clássico modelo de Hertz para o contato seco, mesmo sendo a presença de um meio lubrificante imperativa para evitar o desgaste prematuro destes componentes. Desta maneira, os efeitos dinâmicos da presença de um filme fluídico nas interfaces de contato são desconsiderados, quando tais mancais são lubrificados por óleo. Com o intuito de introduzir tais efeitos em um modelo de mancal de elementos rolantes de esferas, este trabalho propõe um método baseado na aproximação dinâmica das características de cada contato lubrificado por vínculos de rigidez não linear e amortecimento viscoso. Estes vínculos dinâmicos são caracterizados a partir da resposta dinâmica da simulação completa do contato elastohidrodinâmico (EHD) elíptico, através da implementação de um integrador temporal que utiliza o método de diferenças finitas em múltiplos níveis para solução da parcela hidrodinâmica do problema. Posteriormente, aplica-se a aproximação do contato EHD por vínculos não lineares a um modelo do mancal radial de esferas, de dois graus de liberdade, com o intuito de analisar vibrações transversais no mancal, em modelos computacionais de máquinas rotativas. A comparação entre os resultados obtidos pelo modelo proposto e os valores obtidos pelo equacionamento completo por diferenças finitas mostrou ser adequada à representação do comportamento estacionário e dinâmico do contato. Observa-se a presença do enrijecimento do mancal devido à presença do filme EHD, quando analisando a resposta do mancal linearizado, efeito observável anteriormente apenas em investigações experimentais. Por fim, a integração temporal de um modelo de elementos finitos de um rotor apoiado por mancais lubrificados representou adequadamente o comportamento em frequência de uma montagem experimental de rotor. Conclui-se, portanto, que o modelo não linear proposto para o mancal de elementos rolantes radiais de esfera, sob influência da lubrificação EHD, é promissor para descrever o comportamento destes componentes quando em aplicação
Abstract: The dynamic representation of mechanical contacts in computational models of rolling element bearings is commonly based on the classic Hertz's model for the dry contact, even though the presence of a lubricant medium being essential to avoid premature wear of such components. Thus, the dynamic effects of the fluid film on the contacting interfaces are overlooked when such bearings are under oil lubrication. With the intent of introducing such effects in a radial deep groove ball bearing model, this work proposes a method based on the dynamic approximation of each lubricated contact by dynamic links of non-linear stiffness and viscous damping. Such dynamic links are characterized from the response of a complete dynamic simulation of the elastohydrodynamic (EHD) elliptic contact, through an implementation of a numerical integrator, which uses the multi-level finite difference method for the solution of the hydrodynamic portion of the problem. Afterwards, the approximation of each contact by dynamic links is applied to a complete rolling element bearing model, with two degrees of freedom, with the intent of analyzing transverse vibrations on the bearings applied to rotating machinery computational models. The comparison between the results attained through the proposed model and the values simulated using the complete finite difference model showed an adequate representation of the stationary and dynamic behaviors of the contact. When evaluating the linearized bearing model, the presence of fluid stiffening is observed, which was previously only observed through experimental investigations. Lastly, the time integration of a finite element model of a rotor supported by lubricated bearings portrayed the frequency content of an experimental set-up of the rotor adequately. It is concluded that the proposed nonlinear model for the deep grove ball bearing, under the influence of the EHD lubrication, is promising to describe the behavior of such components when on application
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica
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Song, Xi. "Reactive imcompressible flow with interfaces : macroscopic models and applications to self-healing composite materials." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0149/document.
Full textAbstract:
Dans ce manuscrit, nous parlons des matériaux composites à matrice céramiques (CMCs) qui sont envisagés pour intégrer les chambres de combustion de futurs moteurs aéronautiques civils. Pour faire face des conditions extrêmes, ces matériaux possèdent la particularité de s’auto-protéger vis-à-vis de l’oxydation par la formation d’un oxyde passivant qui limite la diffusion des espèces oxydantes au sein des fissures matricielles. Nous modélisons l’écoulement d’un oxyde dans une fissure par l’équation de Navier-Stokes, puis les mettons sous forme non dimensionnelles, et les dérivations de deux types de modèles sont intéressantes : les modèles de Saint-Venant et les modèles de lubrification. Ensuit nous nous engageons à chercher l’existence de solution faible de l’approximation de lubrification d’ordre 4 obtenue précédent dans le cas uni-dimensionnel. Enfin nous précisons la limite entre les équations de Saint-Venant et l’équation de lubrificationIn this work, we are interested in the ceramic matrix composite materials(CMCs) who will be used to integrate the combustion chambers of future civil aeronautical engines. To face extreme conditions, these materials possess the peculiarity to auto-protect itself towards the oxidation by the formation of an oxide passivate which limits the distribution of the oxidizing species within the matrix cracks. We model the flow of an oxide in a crack by the Navier-Stokes equation, then put them under an asymptotic analysis in order to get two types of asymptotic models : models of Saint-Venant (Shallow water model) and lubrication models. Next we are interested in looking for the existence of weak solution to the one-dimensional approximated lubrication equation of order 4 obtained before. Finally we talk about the limit between the Saint-Venant equations and the lubrication equation
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Corneci, Magdalena Carla. "Fonctionnement tribologique des articulations synoviales pathologiques : Rôle des interfaces phospholipidiques." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0083.
Full textAbstract:
Afin d’améliorer l’efficacité des traitements des pathologies articulaires, en tenant compte de leur complexité et de leur ampleur, des études récentes ont mis en évidence le rôle des assemblages lipidiques associés à la structure discontinue du fluide synovial dans le contrôle du fonctionnement tribologique articulaire. Ceci à conduit à la mise au point d’un modèle tribologique ex vivo (thèse AM Sfarghiu, 2006), proposant un « motif élémentaire » de la biolubrification articulaire, constitué de l’empilement d’interfaces phospholipidiques et de couches aqueuses. En utilisant ce modèle, l’objectif de ce travail a été d’étudier l’évolution des interfaces phospholipidiques du fluide synovial en présence de pathologies. Pour ce faire, une méthodologie nano-bio-tribologique alliant des analyses biochimiques, physicochimiques, nano-mécaniques et tribologiques a été utilisée. Les résultats de ces analyses montrent : l’influence de la faible rugosité des surfaces frottantes caractérisant les stades précoces des pathologies et celle des propriétés des interfaces phospholipidiques (liées à la variation de leur composition) sur la résistance mécanique, l’évolution au cours du frottement et la dégradation in situ des assemblages lipidiques des fluides synoviaux pathologiques. Le comportement des assemblages lipidiques est accentué par l’action des enzymes associées aux pathologies. Par conséquent, le fonctionnement articulaire dépend de la résistance mécanique des interfaces phospholipidiques et pour obtenir des coefficients de frottement très bas, l’accommodation de vitesse doit s’effectuer au niveau des couches d’hydratation qui entourent les ions présents dans la couche aqueuse. Ces résultats permettront de comprendre à court terme l’évolution des interfaces phospholipidiques dans les pathologies articulaires et, à plus long terme le bon enchaînement cause/conséquence responsable d’une pathologie articulaire afin de développer des traitements plus efficaces, ciblés et non prothétiquesIn order to improve the effectiveness of joint diseases’ treatments, given their complexity and magnitude, recent studies have highlighted the role of lipid assemblies associated with the discontinuous structure of the synovial fluid (SF) in the tribological performance of joint operation. Thus, an ex vivo tribological model (AM Sfarghiu, PhD thesis, 2006) providing a "basic pattern" for joint biolubrification was developed. It consists of the stack of phospholipidic interfaces and aqueous layers. Using this model, the objective of this work was to study the evolution of phospholipidic interfaces of SF within pathological state. Therefore, a nano-bio-tribological methodology combining biochemical, physicochemical, nano-mechanical and tribological analysis was used. The results of these analyses show: the influence of even small rubbing surfaces’ roughness characteristics of early stage illness and that of phospholipidic interfaces’ properties (related to their composition change) on the mechanical strength, changes in friction and in situ degradation of lipidic assemblies of pathological SF. The tribological operation is highlighted by enzymes’ associated with diseases. Thus, joint operation depends on the mechanical strength of phospholipidic interfaces and to obtain very low friction coefficients, velocity accommodation must be done at the level of hydration layers surrounding ions in the aqueous solution. These results would therefore allow better understanding of the evolution of phospholipidic interfaces in joint diseases and of the proper cause/consequence sequence responsible for a joint disease in order to develop more effective, targeted and non prosthetic treatments
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Jarnias, Frédéric. "Modélisation de l'usure d'un système de distribution de moteur automobile : application à l'étude de l'écaillage de fatigue des cames en fonte blanche d'une distribution par culbuteurs basculants." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD369.
Full textAbstract:
Un modèle prévisionnel de l'usure et du frottement dans les systèmes de distribution des moteurs automobile a été élaboré, dans le but de permettre que les considérations tribologiques soient intégrées des le stade du calcul de conception d'une distribution. L'usure par fatigue, ou pitting, des cames en fonte blanche, dans une configuration de type came-culbuteur a focalisé notre attention, cependant d'autres formes d'usure et d'autres configurations ont également fait l'objet de travaux. Le modèle s'appuie en particulier sur le concept d'épaisseur de film d'huile spécifique, accessible par l'application de la théorie de l'élastohydrodynamique, pour une grande variété d'hypothèses initiales de calcul. Il repose sur une analyse conjointe des contraintes en surface et sous la surface, prenant notamment en considération les effets des efforts de frottement. Le modèle se concrétise par un logiciel permettant d'accéder à tous les paramètres du système et situant les facteurs d'usure par rapport à des valeurs seuil. Il a été validé pour plusieurs profils de cames par des essais en culasse au cours desquels un grand nombre de paramètres opératoires ont été étudiés : la durée, la charge, la vitesse de rotation, la température et sa variation au cours d'un essai, la viscosité du lubrifiant, la nature d'additifs modificateurs de frottement, l'état de contraintes initial des cames, la rugosité des surfaces, les microstructures des fontes blanches. A l'occasion de ces essais, des méthodes d'exploitation des résultats ont été proposées. Une attention particulière a été portée à l'étude et l'analyse des films chimisorbes aux surfaces, d'une part et à l'influence de l'état de contrainte des cames, résultant de divers traitements de surface, d'autre part, en relation avec l'écaillage obtenu. La corrélation des prédictions du modèle avec ces résultats expérimentaux s'avère excellente, tant du point de vue des formes d'usure, que de celui de leur localisation et leur gravité.
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Brossier, Pierre. "Combined analytical and empirical modelling of power losses in rolling element bearings." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI081.
Full textAbstract:
Le développement de l’industrie du transport conduit la conception de transmissions mécaniques de puissance toujours plus légères et efficientes. Les composants de ces transmissions doivent supporter des efforts transmis dans des environnements de plus en plus restreints. Du fait que les carters soient devenus de plus en plus compacts, les systèmes de refroidissement se sont aussi complexifiés. C’est dans ce contexte que les paliers à roulement, plus communément appelés roulements, doivent produire moins de chaleur, opérer dans des espaces plus proches des engrènements, tout en ayant des durées de vie plus grandes. Le calcul des pertes énergétiques des roulements est essentiel pour quantifier la quantité d’huile à injecter pour refroidir ces composants. L’objectif de cette étude est donc de fournir des outils pour modéliser les pertes dans les roulements et leur comportement thermique. Dans un premier temps, une analyse bibliographique a été menée sur les pertes de puissance dans les roulements, incluant des modèles locaux et globaux de pertes de puissance. Un banc d’essais dédié a été utilisé afin d’analyser les puissances dissipées et la thermique de roulements à billes à gorge profonde. Les influences de la vitesse de rotation, du chargement, de la température d’injection, du débit d’huile injecté, des techniques de lubrification ont été examinées. Les modèles globaux précédemment investigués ont été comparés aux données expérimentales. Enfin, un modèle thermique a été développé pour comprendre l’influence des transferts de chaleur dans les pertes de puissance générées par les roulements. Des comparaisons entre différentes lubrifications et différentes géométries ont été faites. Une nouvelle formule du couple résistif a été proposée pour mieux prendre en compte la géométrie du roulement considéréThe development of the transport industry has led to design lighter and more efficient transmission systems. The components within these transmissions have to withstand the transmitted loads in closer environments. As the housing has become more compact than ever, the cooling system has also become more complex. In that context, Rolling Element Bearings (REBs) are required to produce less heat, to work closer to the gear meshes while having higher life-expectancies. The calculation of REB power loss is essential to quantity the amount of injected oil to cool off these components. This study therefore aims at providing tools to model REB power loss and their thermal behaviour. As a first step, a bibliographical survey was conducted on REB power losses, including local and global models. A dedicated test rig has been used to analyse the power losses and the thermal behaviour of Deep Groove Ball Bearings. The influence of rotational speed, load, oil injection temperature, oil flow rate and lubrication design has been investigated. The above-mentioned global models have been compared to the experimental data. Finally, a REB thermal model has been developed in order to understand the influence of heat-transfer within REBs on power losses. Comparisons between different lubrication designs and between different geometries have been done. A new formulation to better take into account the REB geometry in the global models has been proposed
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Bellahmar, Mohamed. "Modélisation du comportement dynamique d'un palier de groupe turbo-alternateur dans des conditions de fonctionnement limite." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20042.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est de realiser un modele numerique permettant de simuler le comportement d'un palier a trois patins oscillants d'un groupe turbo-alternateur dans des conditions de fonctionnement anormales. Nous avons traite le cas ou le rotor est soumis a un fort balourd provoque par la rupture d'une ailette. Les patins sont supposes elastiques. Dans un premier temps nous avons considere que le palier est sec. Nous avons concu un algorithme implicite base sur les methodes de l'analyse convexe, permettant d'estimer les efforts mecaniques dans les patins lors du contact de l'arbre avec ceux-ci. Nous avons pu estimer le champ de temperature dans les patins lorsqu'ils sont soumis au flux de chaleur dissipe par frottement. Dans la deuxieme partie de ce memoire, nous avons pris en consideration la presence du film d'huile. L'equation de reynolds, avec la methode de rhode et li, et les conditions aux limites de gumbel, est traitee numeriquement. Lorsque l'arbre est soumis a une charge tournante, la portance hydrodynamique peut se reveler insuffisante et le calcul numerique cesse de converger lorsque le film d'huile est trop mince. Le probleme change alors de nature et on ne peut envisager l'etablissement d'un regime hydrodynamique. Il est possible dans ces circonstances, compte tenu du travail deja effectue dans la premiere partie de ce memoire, d'effectuer un calcul en ajoutant aux efforts hydrodynamiques les reactions dues au contact unilateral. Nous avons pu observer differents comportements, regimes stationnaires, periodiques, et chaotiques
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Politis, Konstantinos. "Développement de modèles numériques de tension superficielle pour la simulation d'écoulements avec interface à l'aide d'une formulation multi-fluides." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0021.
Full textAbstract:
Les méthodes de lubrification par injection d'air sont considérées par la communauté scientifique comme la principale percée technologique à venir pour la réduction de la trainée des navires de commerce. A cette fin, il est impératif de modéliser finement les phénomènes physiques en jeu dans la lubrification par injection d'air, qui intègrent la représentation précise de la tension superficielle, des instabilités d'interface et des écoulements avec entraînement d'air. Au cours de ce travail, nous nous sommes attachés au développement d'outils de programmation, de schémas de reconstruction d'interface et de modélisations de tension superficielle dans le code de calcul ISIS-CFD. Deux nouvelles méthodes de calcul de la tension superficielle sont présentées. Elles utilisent un schéma de reconstruction globale de l'interface et sont couplées avec les schémas de discrétisation compressifs de la fraction volumique utilisés dans la formulation volumes finis non structurés sur laquelle est basé le code ISIS-CFD. Les résultats démontrent que des interactions dynamiques complexes, d'une ou plusieurs interfaces, peuvent être modélisées de façon précise. Ce travail permet d'envisager la réalisation ultérieure de calcul d'écoulements sur des navires lubrifiés par injection d'air, d’améliorer la compréhension physique et de contribuer à la modélisation macroscopique de modèles d'entraînementAir Lubrication methods are regarded by the scientific community as the next major technological breakthrough in Naval Engineering to achieve the reduction of drag in commercial vessels. The accurate modeling of the physical phenomena governing the drag reduction mechanisms of Air Lubrication methods, namely, the dynamics of surface tension, the instabilities of the air-water interfaces and air entrainment, are imperative for the design of air-lubricated hulls. To that end, we have implemented to ISIS-CFD several programming tools, interface reconstruction schemes and surface tension modeling. Two new surface tension methods were developed. Both use a global interface reconstruction scheme and are coupled with the compressive discretization volume fraction schemes for the unstructured finite volume formulation that the flow solver ISIS-CFD is based on. The results demonstrate that complicated dynamic interactions of either a single or multiple interfaces can be accurately captured. In the context of a future research study, the proposed approaches could lead to the further enhancement of the modeling capabilities of ISISCFD by introducing a macroscopic air entrainment model and eventually the assessment of different physical effects encountered in lubricated naval vessels using ISIS-CFD
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Corneci, Magdalena. "Fonctionnement tribologique des articulations synoviales pathologiques : rôle des interfaces phospholipidiques." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766779.
Full textAbstract:
Afin d'améliorer l'efficacité des traitements des pathologies articulaires, en tenant compte de leur complexité et de leur ampleur, des études récentes ont mis en évidence le rôle des assemblages lipidiques associés à la structure discontinue du fluide synovial dans le contrôle du fonctionnement tribologique articulaire. Ceci à conduit à la mise au point d'un modèle tribologique ex vivo (thèse AM Sfarghiu, 2006), proposant un " motif élémentaire " de la biolubrification articulaire, constitué de l'empilement d'interfaces phospholipidiques et de couches aqueuses. En utilisant ce modèle, l'objectif de ce travail a été d'étudier l'évolution des interfaces phospholipidiques du fluide synovial en présence de pathologies. Pour ce faire, une méthodologie nano-bio-tribologique alliant des analyses biochimiques, physicochimiques, nano-mécaniques et tribologiques a été utilisée. Les résultats de ces analyses montrent : l'influence de la faible rugosité des surfaces frottantes caractérisant les stades précoces des pathologies et celle des propriétés des interfaces phospholipidiques (liées à la variation de leur composition) sur la résistance mécanique, l'évolution au cours du frottement et la dégradation in situ des assemblages lipidiques des fluides synoviaux pathologiques. Le comportement des assemblages lipidiques est accentué par l'action des enzymes associées aux pathologies. Par conséquent, le fonctionnement articulaire dépend de la résistance mécanique des interfaces phospholipidiques et pour obtenir des coefficients de frottement très bas, l'accommodation de vitesse doit s'effectuer au niveau des couches d'hydratation qui entourent les ions présents dans la couche aqueuse. Ces résultats permettront de comprendre à court terme l'évolution des interfaces phospholipidiques dans les pathologies articulaires et, à plus long terme le bon enchaînement cause/conséquence responsable d'une pathologie articulaire afin de développer des traitements plus efficaces, ciblés et non prothétiques.
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Benali, Abdelkader. "Comportement dynamique des butées hydrodynamiques." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2011.
Full text
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Fillot, Nicolas. "Modélisation numérique multi-échelles des contacts lubrifiés." Habilitation à diriger des recherches, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00932361.
Full textAbstract:
" Modélisation numérique multi-échelles des contacts lubrifiés - Aux frontières de la mécanique (des fluides, des solides), de la thermique et de la physique de la matière ". Derrière ce titre se cache un but double : apporter plus de physique aux modèles actuels de lubrification (rhéologie du lubrifiant, effets thermiques), et prendre en compte les effets locaux, difficilement modélisables dans le cadre de la mécanique des milieux continus. Les contraintes industrielles actuelles (concurrentielles, financières, environnementales) tendent en effet à réduire considérablement l'épaisseur du film lubrifiant, atteignant l'ordre du nanomètre. Une approche purement mécanique ne tient plus car elle omettrait des phénomènes importants : il est donc nécessaire d'envisager le contact lubrifié sous un nouvel angle. Cette démarche originale propose donc une approche à la fois discrète et continue (mêlant des modèles Eléments Finis et Dynamique Moléculaire) des contacts lubrifiés pour mieux rendre compte de la physique aux petites échelles : le lubrifiant confiné se stratifie, sa rhéologie n'est plus décrite par des lois volumiques, du glissement apparaît à l'interface fluide/surface solide, etc. Mes recherches ont notamment montré que la prise en compte du glissement à l'échelle du nanomètre (caractérisé par Dynamique Moléculaire) dans les modèles à l'échelle de contacts lubrifiés (de l'ordre du millimètre) conduisait à la fois à la formation de géométries particulières de l'interface et à une évolution du frottement corrélée aux observations expérimentales.
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Savio, Daniele. "Nanoscale phenomena in lubrication : From atomistic simulations to their integration into continuous models." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961197.
Full textAbstract:
The modern trends in lubrication aim at reducing the oil quantity in tribological applications. As a consequence, the film thickness in the contact zone decreases significantly and can reach the order of magnitude of a few nanometres. Hence, the surface separation is ensured by very few lubricant molecules. Atomistic simulations based on the Molecular Dynamics method are used to analyze the local behavior of these severely confined films. A particular attention is paid to the occurrence of wall slip: predictive models and analytical laws are formulated to quantify and predict this phenomenon as a function of the surface-lubricant pair or the local operating conditions in a contact interface. Then, the coupling between Molecular Dynamics simulations and macroscopic models is explored. The classical lubrication theory is modified to include slip effects characterized previously. This approach is employed to study an entire contact featuring a nano-confined lubricant in its center, showing a severe modification of the film thickness and friction. Finally, the lubricant quantity reduction is pushed to the limits up to the occurrence of local film breakdown and direct surface contact. In this scenario, atomistic simulations allow to understand the relationship between the configuration of the last fluid molecules in the contact and the local tribological behavior.
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Guillaument, Romain. "Modélisation globale de l'alimentation d'une emprise lubrifiée par émulsion : simulation numérique directe et analyse physique des phénomènes." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14166/document.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est de modéliser et simuler des écoulements diphasique/triphasique à phase non miscibles. L'impact de plusieurs gouttes d' émulsion (eau/huile) sur une plaque mouillante l'huile est simulée. Ainsi, une méthode pour lisser l'interface (SVOF), afin d'obtenir une courbure précise, basée sur une méthode eulérienne de type "Volume Of Fluid" (VOF) spécifique au caractère multiphasique de l' écoulement est développée. Un modèle de ligne triple et un modèle de mouillabilité sont développés pour calculer les forces capillaires. Ces modèles et ces méthodes sont validées partir de données expérimentales puis utilisées pour simuler le Plate-Outet les écoulements macroscopiques au voisinage du cylindre de laminageThe scope of this dissertation is to model and simulate non-miscible multiphase °ows. Theimpact of several emulsion droplet on the wetting steel strip is simulated. So, the method ofsmooth VOF based on Eulerian "Volume Of Fluid" approach which is particulary adapted tointerfacial °ows is developed. The new method SVOF allows to calculate the curvature with abetter precison than other method. A wettability model and a triple line model are developedto calculate the capillary forces. This models and this methods validated on the experimentaldata and used to simulate the Plate-Out and the macroscopic °ows in neighbourhood of coldrolling system