Le bruit de rugosité, rayonné lors du frottement entre surfaces rugueuses sous faible chargement, est un phénomène complexe dépendant de plusieurs paramètres dont la rugosité de surface, la vitesse de glissement, le chargement normal appliqué et les matériaux frottés. Il se distingue des autres types du bruit de frottement par un spectre fréquentiel large bande, un niveau sonore faible, une faible pression de contact et par conséquent un couplage dynamique faible entre les solides en contact. Pour étudier ce type du bruit, deux approches ont été développées: expérimentale et numérique. L’approche expérimentale a permis de proposer des lois de variation des niveaux sonores et vibratoires en fonction des paramètres tribologiques (principalement la rugosité) et cinématique (principalement la vitesse de glissement). L’approche numérique est consacrée à l’étude de la dynamique locale des interfaces multicontact. Elle a permis ainsi d’accéder aux paramètres inaccessibles à la mesure (forces locales, durée de chocs inter-aspérités, fréquence de chocs) et d’établir une comparaison avec les mesures sonores et vibratoires. Les résultats aussi bien expérimentaux que numériques montrent que le bruit de rugosité est une fonction croissante de la rugosité de surface et de la vitesse de glissement. La phénoménologie du bruit de rugosité fait appel à trois disciplines différentes: la tribologie (génération des vibrations à l’interface multicontact dues aux variations des efforts de contact suite aux chocs inter-aspérités), la dynamique (propagation de ces vibrations dans les solides en contact) et l’acoustique (une partie de ces vibrations est dissipée sous forme de bruit de rugosité). Le mécanisme fondamental du bruit de rugosité est ainsi la mise en vibration des solides en contact générée par les chocs inter-aspérités. Ces chocs sont caractérisés par leur fréquence, leur percussion et leur durée. La fréquence diminue quand la rugosité ou la vitesse de glissement augmente, la percussion augmente avec ces deux paramètres et la durée de choc est indépendante de la rugosité de surface et la vitesse de glissement. / The roughness noise, radiated from the contact area of two sliding and rough solids under light load, is a complex phenomenon dependent on several parameters whose surface roughness, sliding speed, normal load and rubbed materials. Roughness noise differs from the other types of friction noise by a wide band spectrum, low noise levels, light contact pressure and therefore a weak dynamic coupling between sliding solids. Experimental and numerical approaches have been developed to study this type of noise. The experimental approach allowed to establish the variation laws of sound and vibration levels versus surface roughness and sliding speed. The numerical analysis is concerned with the local dynamic multicontact interfaces study. It provides access to parameters inaccessible to measurement (local forces, duration of inter-asperities shocks, frequency shocks) and allows a comparison with the sound and vibration measurements. Both experimental and numerical results show that roughness noise is simultaneously an increasing function of surface roughness and sliding speed. Three fundamental steps are involved in roughness noise phenomenon: tribology (vibrations are generated by the variations of the contact loads in the interface following the inter-asperities shocks), dynamics (propagation of the vibrations in the solids in contact) and acoustics (roughness noise is radiated by the solid surfaces). Therefore, the fundamental mechanism of roughness noise is the presence of shocks occurring between antagonist asperities of sliding surfaces. These shocks are characterized by their frequency, their duration and their percussion. The frequency decreases as the roughness or the sliding speed increases. The percussion is an increasing function of roughness and sliding speed and the shock duration is independent of the surface roughness and the sliding speed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2010ECDL0001 |
| Date | 08 January 2010 |
| Creators | Ben Abdelounis, Houcine |
| Contributors | Ecully, Ecole centrale de Lyon, Le Bot, Alain, Zahouani, Hassan |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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