Usure
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température de recristallisation peut qualifier l’aptitude à la relaxation des contraintes
élastiques. On obtiendra donc souvent une concordance étroite dans les observations
réalisées par les chercheurs en tenant compte de ces deux familles de paramètres.
L’ensemble des propriétés mécaniques permet de caractériser l’aptitude à la
déformation des matériaux qui est fortement influencée par le réseau cristallin et
évidemment par la température. Les études menées dans le cadre d’essais de soudure en phase solide, qui ont de nombreux points communs avec les problèmes de
frottement, ont montré l’influence de la déformation et du glissement sur la résistance des soudures: déformation et glissement favorisent la rupture de films superficiels, et la conformité des surfaces.
Ainsi, pour l’aluminium, au cours d’essais de soudure par poinçon, on a pu
mettre en évidence l’existence d’un seuil critique de déformation de 40% au-delà
duquel l’adhésion devient importante. Ce seuil est abaissé lorsqu’il y a mouvement
relatif des deux pièces l’une sur l’autre, le mouvement facilite en effet la rupture des
films d’oxyde qui jouent généralement un rôle protecteur. La température a pour
effet d’abaisser ce seuil critique. Cet abaissement varie comme la température
réduite T/T F pour les métaux à structure cubique.
24.3.8 Modélisation de l’usure adhésive
HOLM et ARCHARD [24.6] ont proposé une modélisation empirique de la phase
linéaire de l’usure. Cette modélisation s’appuie d’une part sur le fait que le contact
des surfaces ne se fait que par un nombre réduit d’aspérités réparties aléatoirement
sur la surface et d’autre part que ces aspérités doivent supporter la charge et maintenir les déformations dans le domaine d’élasticité. Ils supposent donc que le volume
usé est proportionnel à la charge appliquée, à la distance parcourue et inversement
proportionnel à la résistance mécanique des matériaux exprimée par la limite de
fluage en compression assimilée à la dureté:
(24.3)
avec ∆V: perte de matière résultant de l’usure exprimée en variation de volume,
L:
distance parcourue,
W: charge appliquée,
H: dureté du matériau le plus mou obtenue par indentation,
K: coefficient d’usure sans dimension lié à la probabilité qu’une aspérité
en contact produise une particule d’usure.
Le coefficient d’usure caractérise la sévérité du processus d’usure et permet de
comparer différentes classes de matériaux (tab. 24.2).
Dans certaines applications, frottement des élastomères, polymères ou même
métaux, la valeur de H en surface est souvent difficile à définir et l’on utilise fréquemment une loi de la forme:
∆V
KWL
H
------------ -
=
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température de recristallisation peut qualifier l’aptitude à la relaxation des contraintes
élastiques. On obtiendra donc souvent une concordance étroite dans les observations
réalisées par les chercheurs en tenant compte de ces deux familles de paramètres.
L’ensemble des propriétés mécaniques permet de caractériser l’aptitude à la
déformation des matériaux qui est fortement influencée par le réseau cristallin et
évidemment par la température. Les études menées dans le cadre d’essais de soudure en phase solide, qui ont de nombreux points communs avec les problèmes de
frottement, ont montré l’influence de la déformation et du glissement sur la résistance des soudures: déformation et glissement favorisent la rupture de films superficiels, et la conformité des surfaces.
Ainsi, pour l’aluminium, au cours d’essais de soudure par poinçon, on a pu
mettre en évidence l’existence d’un seuil critique de déformation de 40% au-delà
duquel l’adhésion devient importante. Ce seuil est abaissé lorsqu’il y a mouvement
relatif des deux pièces l’une sur l’autre, le mouvement facilite en effet la rupture des
films d’oxyde qui jouent généralement un rôle protecteur. La température a pour
effet d’abaisser ce seuil critique. Cet abaissement varie comme la température
réduite T/T F pour les métaux à structure cubique.
24.3.8 Modélisation de l’usure adhésive
HOLM et ARCHARD [24.6] ont proposé une modélisation empirique de la phase
linéaire de l’usure. Cette modélisation s’appuie d’une part sur le fait que le contact
des surfaces ne se fait que par un nombre réduit d’aspérités réparties aléatoirement
sur la surface et d’autre part que ces aspérités doivent supporter la charge et maintenir les déformations dans le domaine d’élasticité. Ils supposent donc que le volume
usé est proportionnel à la charge appliquée, à la distance parcourue et inversement
proportionnel à la résistance mécanique des matériaux exprimée par la limite de
fluage en compression assimilée à la dureté:
(24.3)
avec ∆V: perte de matière résultant de l’usure exprimée en variation de volume,
L:
distance parcourue,
W: charge appliquée,
H: dureté du matériau le plus mou obtenue par indentation,
K: coefficient d’usure sans dimension lié à la probabilité qu’une aspérité
en contact produise une particule d’usure.
Le coefficient d’usure caractérise la sévérité du processus d’usure et permet de
comparer différentes classes de matériaux (tab. 24.2).
Dans certaines applications, frottement des élastomères, polymères ou même
métaux, la valeur de H en surface est souvent difficile à définir et l’on utilise fréquemment une loi de la forme:
∆V
KWL
H
------------ -
=