Contributions à la modélisation simplifiée de la mécanique des contacts roulants

Contribution to the simplified modelling of rolling contact mechanic

¹ Laboratoire de Mécanique, Université de Marne La Vallée, 5 boulevard Descartes, 77454 Marne La Vallée Cedex 2, France
² LMT-Cachan, École Normale Supérieure de Cachan, 61 avenue du Président Wilson, 94230 Cachan Cedex, France

Auteur de correspondance : Luc.Chevalier@univ-mlv.fr

Reçu : 11 Novembre 2004
Accepté : 21 Novembre 2005

Résumé

La modélisation de l'usure superficielle nécessite la mise en place d'un outil numérique de calcul des puissances dissipées lors du roulement sous charge de galets sur des pistes de came [1]. Compte tenu des dispersions relatives aux défauts géométriques et aux paramètres mal connus comme le coefficient de frottement par exemple, l'étude s'oriente vers une approche probabiliste [2] où le nombr e de cas simulés devient très grand et hors d'atteinte en des temps de calcul CPU raisonnables par une approche exacte. L'utilisation d'une approche simplifiée est alors nécessaire pour le calcul de la puissance dissipée dans le cas non hertzien généré par l'usure. Pour quantifier la précision (ou l'incertitude) d'une telle approche, nous présentons et discutons les choix qui ont été réalisés ; en particulier, l'approche simplifiée proposée par Kalker [3] est comparée avec les solutions de l'approche exacte, puis nous proposons des améliorations aux approches semi-hertziennes déjà utilisées dans [4] ou [5].

Abstract

Numerical simulation of superficial wear requires the implementation of computational tools for calculation of dissipated power during loaded contacts of roller on track cam [1]. Uncertainties due to geometrical defects or to not well known parameters such as the friction ratio for example, yield to a probabilistic approach [2] of the contact problem. Number of simulated cases becomes very important and cannot reasonably be treated by the exact approach which leads to long CPU time. A simplified approach was chosen to calculate the dissipated power for non-hertzian case generated by the wear. To quantify the precision of this approach, we present and discuss the choices which had been made. In particular, the simplified approach proposed by Kalker [3] is compared with the solutions of the exact approach, then we propose improvement of semi-hertzian approaches which are presented in [4] or [5].