Paliers hydrodynamiques. 1 , Equations, modèles numériques isothermes et lubrification mixte

Auteur(s) :

Bonneau, Dominique (1948-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Offre une vue d'ensemble des outils numériques utilisés dans le calcul des paliers hydrodynamiques dans leur ensemble. Présente les propriétés physiques du lubrifiant, les équations de la lubrification hydrodynamique, propose une résolution numérique de l'équation de Reynolds, la lubrification élastohydrodynamique et la lubrification mixte.

Autre(s) auteur(s)
- Souchet, Dominique (1946-....)
- Fatu, Aurelian
Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2011
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (398 p.) : ill. ; 24 x 16 cm
Collections
- Méthodes numériques en mécanique
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7462-3299-0
Indice
- 620.6 Moteurs industriels
Quatrième de couverture
- Les paliers hydrodynamiques permettent aux différentes pièces des dispositifs mécaniques de se mouvoir facilement tout en assurant une fiabilité qui écarte tout risque de rupture ou d'usure prématurée. Lorsque les conditions de fonctionnement sont sévères (charges élevées ou variant rapidement, grande fréquence de rotation) il devient difficile d'atteindre ce double objectif sans l'aide de modèles numériques de prédiction performants.
  Cet ouvrage apporte les éléments nécessaires à la réalisation et à la validation de ces outils. Ce volume présente les lois rhéologiques du lubrifiant, les équations de la lubrification hydrodynamique, élastohydrodynamique et mixte ainsi que les modèles de résolution de ces équations par différences finies, volumes finis et éléments finis. Les algorithmes sont décrits en détail et chaque partie est abondamment illustrée.
Tables des matières
- - Paliers hydrodynamiques 1
  - Équations, modèles numériques isothermes et lubrification mixte
  - Dominique Bonneau/Aurelian Fatu/Dominique Souchet
  - Lavoisier
  - Préface 11
  - Avant-propos 15
  - Chapitre 1. Le lubrifiant 21
  - 1.1. Description des lubrifiants21
  - 1.2. La viscosité22
  - 1.2.1. Relation viscosité-température24
  - 1.2.2. Relation viscosité-pression26
  - 1.2.3. Relation viscosité-pression-température27
  - 1.2.4. Comportements non newtoniens30
  - 1.3. Autres propriétés du lubrifiant32
  - 1.4. Classification et notation des lubrifiants34
  - 1.5. Bibliographie35
  - Chapitre 2. Equations de la lubrification hydrodynamique 37
  - 2.1. Hypothèses37
  - 2.2. Equation des films minces visqueux généralisée38
  - 2.3. Equations de l'hydrodynamique pour un palier et une butée40
  - 2.3.1. Cas particulier d'un fluide incompressible41
  - 2.3.2. Equation de Reynolds standard pour un palier : cas général42
  - 2.3.3. Equation de Reynolds pour une butée : cas général43
  - 2.3.4. Equation du débit volumique44
  - 2.3.5. Equations de l'hydrodynamique pour un palier et une butée lubrifiés par un fluide incompressible isovisqueux44
  - 2.4. Rupture de film ; deuxième forme de l'équation de Reynolds46
  - 2.5. Forme particulière de l'équation des films minces visqueux dans le cas de glissement pariétal51
  - 2.6. Conditions aux limites ; alimentation en lubrifiant54
  - 2.6.1. Conditions sur les bords du palier54
  - 2.6.2. Conditions de bouclage du domaine55
  - 2.6.3. Conditions aux limites des zones de film rompu55
  - 2.6.4. Conditions aux limites des orifices d'alimentation58
  - 2.7. Calcul du débit61
  - 2.7.1. Premières hypothèses62
  - 2.7.2. Modèle et hypothèses supplémentaires63
  - 2.7.3. Expression de la pression dans la bande lubrifiée en bordure de palier64
  - 2.7.4. Evolution de la largeur de la bande lubrifiée en bordure du palier66
  - 2.7.5. Calcul du débit entrant en bordure du palier69
  - 2.8. Calcul des efforts exercés par le champ de pression et les contraintes de cisaillement : cas du palier70
  - 2.9. Calcul des efforts exercés par le champ de pression et les contraintes de cisaillement : cas de la butée73
  - 2.10. Calcul de l'énergie de dissipation visqueuse : cas du palier76
  - 2.11. Calcul de l'énergie de dissipation visqueuse : cas de la butée77
  - 2.12. Différents régimes d'écoulement78
  - 2.13. Bibliographie79
  - Chapitre 3. Résolution numérique de l'équation de Reynolds 81
  - 3.1. Définition des problèmes à résoudre82
  - 3.1.1. Problème 1 : recherche de la pression82
  - 3.1.2. Problème 2 : recherche de la pression et du remplissage84
  - 3.1.3. Autres problèmes86
  - 3.2. La méthode des différences finies88
  - 3.2.1. Grille de calcul89
  - 3.2.2. Discrétisation de l'équation de Reynolds standard (problème 1)89
  - 3.2.3. Discrétisation de l'équation de Reynolds modifiée (problème 2)91
  - 3.3. La méthode des volumes finis99
  - 3.3.1. Maillage du domaine occupé par le film100
  - 3.3.2. Discrétisation de l'équation de Reynolds standard (problème 1)101
  - 3.3.3. Discrétisation de l'équation de Reynolds modifiée (problème 2)104
  - 3.4. La méthode des éléments finis107
  - 3.4.1. Formulation intégrale de l'équation de Reynolds standard107
  - 3.4.2. Formulation intégrale de l'équation de Reynolds modifiée109
  - 3.4.3. Approximation des formulations intégrales : la méthode des résidus pondérés de Galerkin115
  - 3.4.4. Approximation du problème 1* par la méthode des éléments finis116
  - 3.4.5. Approximation du problème 2* par la méthode des éléments finis123
  - 3.5. Discrétisations des dérivées temporelles125
  - 3.5.1. Discrétisation par différences finies125
  - 3.5.2. Discrétisation par éléments finis temporels126
  - 3.5.3. Adaptation des expressions discrétisées des équations à résoudre130
  - 3.6. Analyse comparative des différentes méthodes131
  - 3.6.1. Définition des problèmes de référence131
  - 3.6.2. Premiers calculs132
  - 3.6.3. Comparaisons entre les trois méthodes de discrétisation sur un cas statique138
  - 3.6.4. Comparaisons entre les discrétisations linéaire et quadratique pour la méthode des éléments finis appliquée à l'équation de Reynolds standard141
  - 3.6.5. Comparaisons entre les différentes discrétisations des dérivées temporelles pour l'équation de Reynolds modifiée144
  - 3.6.6. Aptitude des différentes discrétisations des dérivées temporelles à suivre des variations brusques de charge153
  - 3.6.7. Cas d'un palier soumis à une charge dynamique tournant à une fréquence moitié de celle de l'arbre160
  - 3.7. Prise en compte des discontinuités d'épaisseur163
  - 3.8. Algorithme numérique de calcul du débit axial d'un palier165
  - 3.8.1. Calcul des gradients de pression dans le cas d'une discrétisation par éléments finis165
  - 3.8.2. Calcul du débit axial167
  - 3.8.3. Algorithme de calcul du débit axial169
  - 3.8.4. Exemple170
  - 3.9. Bibliographie172
  - Chapitre 4. Lubrification élastohydrodynamique 175
  - 4.1. Paliers à structure élastique176
  - 4.1.1. Epaisseur du film lubrifiant176
  - 4.1.2. Discrétisation du domaine de calcul du film178
  - 4.2. Prise en compte de l'élasticité : matrices de souplesse179
  - 4.2.1. Forces surfaciques dues à la pression179
  - 4.2.2. Forces volumiques dues aux effets inertiels188
  - 4.3. Prise en compte de l'élasticité de l'arbre193
  - 4.4. Cas particulier des maillages non conformes195
  - 4.5. Bibliographie199
  - Chapitre 5. Lubrification mixte 201
  - 5.1. Caractérisation des régimes de lubrification - Courbe de Stribeck202
  - 5.2. Topographie des surfaces rugueuses204
  - 5.2.1. Paramètres d'un profil205
  - 5.2.2. Normalisation des mesures profilométriques213
  - 5.3. Calcul de la pression hydrodynamique219
  - 5.3.1. Modèle stochastique de Patir et Cheng220
  - 5.3.2. Modèle avec calcul direct des facteurs d'écoulement233
  - 5.3.3. Modèle par «homogénéisation»265
  - 5.3.4. Comparaisons entre les facteurs d'écoulement donnés par les modèles de Patir et Cheng, par calcul direct et par homogénéisation285
  - 5.3.5. Exemples de champs de pression calculés à partir des facteurs d'écoulement donnés par les modèles de Patir et Cheng, par calcul direct et par homogénéisation289
  - 5.3.6. Comparaisons avec des calculs déterministes293
  - 5.4. Calcul de la pression de contact298
  - 5.4.1. Concept de la surface somme298
  - 5.4.2. Modèle de contact élastique de Greenwood et Williamson299
  - 5.4.3. Modèle de contact élastoplastique de Robbe-Valloire, Paffoni et Progri303
  - 5.4.4. Modèle de contact élastoplastique bicouche de Progri, Robbe-Valloire, Paffoni et Gras310
  - 5.4.5. Modèle par transformée de Fourier discrète313
  - 5.4.6. Modèle déterministe par éléments finis319
  - 5.4.7. Utilisation des modèles de contact323
  - 5.4.8. Effet de la déformation due à la pression de contact sur les facteurs d'écoulement345
  - 5.4.9. Utilisation des modèles de contact dans un contexte industriel347
  - 5.5. Calcul de l'usure348
  - 5.5.1. Notions générales sur l'usure349
  - 5.5.2. Le rodage356
  - 5.5.3. Détermination expérimentale du coefficient de la loi d'Archard357
  - 5.5.4. Modélisation numérique de l'usure361
  - 5.6. Bibliographie375
  - Nomenclature 379
  - Annexe. Fonctions de pondération décentrées pour l'équation de Reynolds modifiée 387
  - Index 391
  - Sommaire du volume 2 395
Origine de la notice:
- Electre