Etude numérique et expérimentale du champ de contraintes développé dans un contact cylindre sur plan en présence d'un effort tangentiel

Abstract

Le but de ce travail a été l’étude numérique et expérimentale des champs de contraintes développés dans le contact cylindre sur plan en présence d’un effort tangentiel. Un dispositif de chargement fabriqué au Hall de technologie nous a permis d’appliquer l’effort normal et l’effort tangentiel. On a considéré le cylindre rigide en aluminium et le plan déformable en époxy de module de Young faible devant le module de Young de l’aluminium. Cette étude a permis de déterminer le champ de contraintes dans le contact cylindre sur plan par deux méthodes différentes. La première méthode c’est la photoélasticimétrie qui a permis de visualiser les champs de contraintes à travers les isochromes et les isoclines, particulièrement au voisinage de la zone de contact. Pour la deuxième, on a utilisé les éléments finis à l’aide du logiciel Castem2000 qui permet de calculer les franges isochromes et isoclines ainsi que la valeur maximale de la différence des contraintes principales. Pour les différents résultats obtenus deux types de comparaison ont étés faites : La comparaison des isochromes et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement. La superposition des courbes expérimentales et numériques de la différence des contraintes principales le long d’un segment vertical. On a constaté une bonne concordance des résultats, sauf dans certaines zones, notamment au voisinage du point de contact où il est difficile de déterminer l’ordre de frange avec une grande précision. Cette bonne concordance des résultats nous a permis de valider le calcul numérique et les conditions aux limites.