Modélisation tribo-dynamique des engrenages - interactions entre la dynamique, la lubrification et la dégradation des surfaces

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Les charges dynamiques dans un engrenage génèrent des vibrations, augmentent la vitesse de dégradation par fatigue et accentuent les élévations de température pouvant mener à la rupture du film d'huile entre les surfaces, et donc, à des zones d'adhésion et d'abrasion. La littérature montre que les interactions entre (1) le mouvement de l'engrenage, (2) la lubrification et (3) la dégradation des surfaces demeurent mal comprises, peu documentées et difficiles à modéliser. En effet, malgré l'importance des progrès récents, leur complexité fait en sorte qu'aucun modèle détaillé n'intègre totalement ces trois groupes et leurs interactions. Les applications modernes exigent néanmoins que les engrenages soient fiables, et de plus en plus légers et silencieux. Développer des outils capables de simuler le comportement dynamique évolutif d'un engrenage devient donc indispensable. ******Le but du programme de recherche est de produire un modèle dynamique d'engrenages offrant une représentation détaillée des zones de contact lubrifiées, intégrant la dégradation évolutive des éléments, et capable de supporter plusieurs étages d'engrènement. Le programme comporte les quatre objectifs spécifiques suivants : ******1-Établir et modéliser les effets de la dégradation sur le mouvement et la lubrification ; ***2- Déterminer les effets du mouvement sur la dégradation; ***3-Déterminer les effets du lubrifiant sur la dégradation ; ***4-Établir et modéliser les effets du mouvement et du lubrifiant combinés sur la dégradation; ******Ces objectifs se traduiront par deux formations de doctorat et deux de maîtrise. Les dernières années nous ont permis de préparer des solutions efficaces dans les trois groupes identifiés ci-haut. Les approches développées pour les déformations/contraintes, le contact, l'épaisseur et l'échauffement du film d'huile serviront ainsi de point de départ. Elles seront perfectionnées et complétées, puis intégrées dans un modèle dynamique dont nous avons déjà étudié une première version. Le modèle intégrant l'ensemble des interactions qui résultera sera validé à l'aide de mesures recueillies dans nos laboratoires et de données provenant de la littérature. Les essais expérimentaux seront tous réalisés à l'aide d'équipements déjà disponibles. Les parties analytiques et expérimentales traitant de sujets liés seront menées de concert. ******A terme, le programme de recherche produira un modèle numérique qui fournira la réponse dynamique d'engrenages en fonction de la dégradation évolutive, établira les températures dans le film d'huile entre les surfaces dégradées, et prédira les positions et le moment d'apparition des points de rupture de ce dernier. Il pourra ainsi prédire la durée de vie restante de transmissions en opération. Il sera donc utile en maintenance préventive. Enfin, les méthodes de calcul seront générales et applicables à d'autres éléments  de machines (roulements, et autres). **