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Contribution à l’étude tribologique d’une lamelle en vibration : application au développement d’un capteur
Résumé
Ces travaux de thèse se situent dans le cadre du développement et du transfert industriel de la méthode de mesure de l’état de surface par analyse vibratoire d’un tribomètre de type « lamelledisque » baptisé « MODALSENS ». L’étude des modes de vibration tant sur le plan énergétique que fréquentielle fournit des critères où la rugosité, l’adhésion et la compressibilité sont mêlées.
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Dans un premier temps, le te travail a consisté à faire le point sur les interactions frottement / vibrations, phénomène typique sur lequel s’appuie la technologie étudiée. En effet, la lamelle étudiée est fortement sujette au « stick slip ». Une approche expérimentale a permis de comparer, sur la base d’un échantillonnage varié de surfaces, les techniques de mesure conventionnelles et MODALSENS. En comparant les méthodes de référence et MODALSENS il a pu être vérifié que les différences entre les conditions géométriques, statiques et dynamiques des contacts rendent difficilement possible des corrélations entre les résultats obtenus. Une modélisation de la surface et de la lamelle MODALSENS s’est montrée indispensable pour comprendre et expliquer le principe même de l’interaction entre la lamelle vibrante de MODALSENS et la surface à analyser. Enfin, pour mieux visualiser les résultats expérimentaux, ceux-ci sont représentés sous la forme de graphiques tridimensionnels où sont portées la fréquence, l’énergie et la bande passante du mode étudié. Ainsi, les interprétations des résultats de mesure de MODALSENS (fréquences, énergies et amortissements des modes 1 et 3) sont aujourd’hui réalisées.These work lie in the development and transfer of an industrial method of measuring of the surface state by the vibrating analysis of a blade-disc tribometer "named" MODALSENS. " The study of the modes of vibration (frequency and energy) provides criteria where roughness, adhesion and compressibility are mixed. As a first step, the work has been to take stock of the interactions friction / vibration typical phenomenon which relies on the technology studied. Indeed, the blade is considered highly sensitive to "stick slip." An experimental approach has led to compare, on the basis of a varied sampling of surfaces, conventional measurement techniques and MODALSENS. By comparing the reference methods and MODALSENS it has been showed that the differences between the geometric, static and dynamics conditions of contacts make hardly possible correlations between the results obtained. A model of the surface and the MODALSENS blade was essential to understand and explain the principle of interaction between the surface to be analyzed and the vibrating blade of MODALSENS. Finally, to better see the experimental results, they are represented in the form of three-dimensional graphs which contain the frequency, energy and bandwidth mode studied. Thus, interpretation of results measurement of MODALSENS (frequencies, energies and damping of modes 1 and 3) are now made.