Étude des paliers lisses mésalignés lubrifiés par des fluides à couple de contrainte

Analysis of misaligned plain journal bearings lubricated with couple-stress fluids

¹ Département de Génie Mécanique, Université de Skikda, Skikda 21000, Algérie
² Département de Génie Mécanique, Université de Guelma, BP 401, Guelma 24000, Algérie
³ Laboratoire de Mécanique des Contacts & des Structures, UMR 5259, INSA, Bâtiment J. d'Alembert, 69621 Villeurbanne, France

Auteur de correspondance : Benyebka.Bou-Said@insa-lyon.fr

Reçu : 6 Avril 2007
Accepté : 18 Septembre 2007

Résumé

Une étude théorique du comportement statique et dynamique d'un palier lisse indéformable lubrifié par des huiles additivées en prenant en considération le défaut de mésalignement est présentée. Ces huiles dont le comportement rhéologique est non-newtonien sont modélisées comme des fluides à couple de contrainte. D'après la théorie des milieux continus de V. K. Stokes qui tient compte de la taille des particules, ces fluides se caractérisent par deux constantes physiques qui sont la viscosité dynamique (µ) et une deuxième caractéristique responsable des couples de contrainte dans le fluide (η). Les effets des couples de contrainte sur le comportement statique et dynamique du palier aligné ou mésaligné sont étudiés en définissant un paramètre du couple de contrainte adimensionnel. Les résultats obtenus montrent que la présence des additifs dans le lubrifiant a une influence non négligeable sur les performances statiques et dynamiques ainsi que la stabilité et la réponse dynamique du palier surtout pour les grandes valeurs du paramètre du couple de contrainte, c'est-à-dire dans le cas des polymères de longue chaîne moléculaire. Toutefois, leur influence sur le débit de fuite est négligeable sauf pour les grandes excentricités de fonctionnement.

Abstract

A theoretical investigation of the static and dynamic behaviour of a rigid plain journal bearing lubricated by oils containing polymer additives considering misalignment defect is presented. The lubricating oils which are non-Newtonian are modelled as couple-stress fluids. According to the V. K. Stokes' micro-continuum theory which takes into account the size of particles, these fluids are characterized by two physical constants, namely the dynamic viscosity (µ) and a second characteristic responsible for the couple stress in the fluid (η). The effects of the couple-stress on the static and dynamic behaviour of the plain journal bearing are studied by defining of a dimensionless couple-stress parameter. The obtained results showed that the presence of additives in the lubricant has non- negligible effects on the static and dynamic performance characteristics as well as the dynamic stability and response of the journal bearing especially at high values of couple-stresses parameter, i.e. for higher chain length of the additive molecule. However, their influence on the side leakage flow is negligible except for high values of eccentricity ratio.