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Analyse et technologie des surfaces
Enfin, une phase de propagation se déclenche sous l’effet des concentrations
de contraintes en front de fissures. Suivant le mode de propagation, les endommagements se manifestent par du satinage, des piqûres, des fissurations à diverses profondeurs ou des écaillages.
On distingue deux familles de défauts suivant leur profondeur d’apparition:
• Les défauts profonds qui s’observent au niveau des zones de cission maximale hertzienne à des profondeurs de 10 µm à 1 mm. Ces défauts se produisent dans les contacts avec frottement faible, contacts lubrifiés par exemple.
• Les défauts superficiels qui concernent les couches externes des surfaces,
profondeur inférieure à 10 µm et qui apparaissent généralement dans des
contacts avec frottement élevé. L’usure par délamination se rattache à cette
catégorie.
Le lieu d’amorçage des fissures, le nombre de cycles avant amorçage, l’orientation et la propagation des fissures sont régis par la nature et l’intensité du champ
de contraintes appliqué au contact et par le mode de comportement des matériaux.
Un matériau à caractère ductile sera plus sensible à la cission, alors qu’un matériau
à comportement fragile craindra davantage les tensions.
24.5.3 Fatigue thermique
Certaines configurations de contact, notamment celles où le taux de glissement
est important, peuvent être soumises à des flux thermiques élevés pendant des
temps très courts. Les gradients thermiques qui en découlent font apparaître, même
pour des chargements mécaniques faibles, un faïençage des surfaces: réseau
régulier de fissures partant de la surface dont la genèse est encore mal connue. Les
contraintes élevées engendrées par les dilatations et contractions thermiques locales
successives sont certainement un des moteurs de cette fissuration (vol. 11 du TM).
24.5.4 Facteurs influençant la fatigue de contact
Une situation de fatigue de contact se caractérise par l’action de plusieurs paramètres dont la connaissance plus ou moins précise permettra une meilleure maîtrise
du fonctionnement et une évaluation plus ou moins fiable de la durée de vie.
Ces paramètres peuvent être regroupés en deux familles, l’une liée à la conception, à la construction et au fonctionnement du mécanisme considéré, l’autre prenant en compte la réponse des matériaux aux sollicitations induites.
Les principaux facteurs de la première famille sont la géométrie du contact,
son fonctionnement (intensité et application du chargement, cinématique et taux de
glissement en particulier), le lubrifiant et le régime de lubrification, les états de surface, la construction générale du système du point de vue mécanique et thermique.
L’épaisseur relative du film de lubrifiant λ renseigne sur le régime de lubrification
qui est l’un des facteurs déterminants, mais aussi sur l’ordre de grandeur du facteur
Analyse et technologie des surfaces
Enfin, une phase de propagation se déclenche sous l’effet des concentrations
de contraintes en front de fissures. Suivant le mode de propagation, les endommagements se manifestent par du satinage, des piqûres, des fissurations à diverses profondeurs ou des écaillages.
On distingue deux familles de défauts suivant leur profondeur d’apparition:
• Les défauts profonds qui s’observent au niveau des zones de cission maximale hertzienne à des profondeurs de 10 µm à 1 mm. Ces défauts se produisent dans les contacts avec frottement faible, contacts lubrifiés par exemple.
• Les défauts superficiels qui concernent les couches externes des surfaces,
profondeur inférieure à 10 µm et qui apparaissent généralement dans des
contacts avec frottement élevé. L’usure par délamination se rattache à cette
catégorie.
Le lieu d’amorçage des fissures, le nombre de cycles avant amorçage, l’orientation et la propagation des fissures sont régis par la nature et l’intensité du champ
de contraintes appliqué au contact et par le mode de comportement des matériaux.
Un matériau à caractère ductile sera plus sensible à la cission, alors qu’un matériau
à comportement fragile craindra davantage les tensions.
24.5.3 Fatigue thermique
Certaines configurations de contact, notamment celles où le taux de glissement
est important, peuvent être soumises à des flux thermiques élevés pendant des
temps très courts. Les gradients thermiques qui en découlent font apparaître, même
pour des chargements mécaniques faibles, un faïençage des surfaces: réseau
régulier de fissures partant de la surface dont la genèse est encore mal connue. Les
contraintes élevées engendrées par les dilatations et contractions thermiques locales
successives sont certainement un des moteurs de cette fissuration (vol. 11 du TM).
24.5.4 Facteurs influençant la fatigue de contact
Une situation de fatigue de contact se caractérise par l’action de plusieurs paramètres dont la connaissance plus ou moins précise permettra une meilleure maîtrise
du fonctionnement et une évaluation plus ou moins fiable de la durée de vie.
Ces paramètres peuvent être regroupés en deux familles, l’une liée à la conception, à la construction et au fonctionnement du mécanisme considéré, l’autre prenant en compte la réponse des matériaux aux sollicitations induites.
Les principaux facteurs de la première famille sont la géométrie du contact,
son fonctionnement (intensité et application du chargement, cinématique et taux de
glissement en particulier), le lubrifiant et le régime de lubrification, les états de surface, la construction générale du système du point de vue mécanique et thermique.
L’épaisseur relative du film de lubrifiant λ renseigne sur le régime de lubrification
qui est l’un des facteurs déterminants, mais aussi sur l’ordre de grandeur du facteur