Tribologie d'une interface lubrifiée soumise à du glissement oscillant : vers une loi de frottement généralisée ?

E Rigaud, D Mazuyer, J Cayer-Barrioz
unpublished
Ce travail concerne l'analyse de la réponse en frottement d'un contact sphère-plan glissant et lubrifié soumis à des oscillations libres, en fonction de la pression de contact et des propriétés rhéologiques de l'interface. Le contact chargé présente une contribution à la dissipation dépendant de la vitesse de glissement instantanée (frottement visqueux) et une contribution indépendante de la vitesse de glissement. L'amortissement visqueux est principalement associé à la dissipation dans le
more » ... pation dans le ménisque de lubrifiant entourant le contact, tandis que le frottement indépendant de la vitesse de glissement est associé à la dissipation dans l'interface confinée. Pour la large gamme de conditions expérimentales et de propriétés rhéologiques testées, la valeur du coefficient de frottement correspondant décrit une courbe maîtresse, fonction logarithmique d'un nombre sans dimension. Ce dernier est égal au rapport entre la viscosité sous pression du lubrifiant et le produit de la pression de contact par un temps caractéristique. Sa signification physique ainsi que l'origine de la loi de frottement interfacial sont examinées en considérant le lubrifiant soit comme un fluide viscoélastique, soit comme un fluide non-Newtonien de type Eyring. Abstract The friction response of a lubricated interface under free sliding oscillating motion is investigated as a function of the contact pressure and the rheology of the lubricant in terms of viscosity and piezoviscosity. For loaded contacts, both velocity-dependent friction, referred to as viscous damping, and velocity-independent friction contribute to the energy dissipation. Viscous damping is mainly associated with the dissipation in the lubricant meniscus surrounding the contact, while velocity-independent friction is mainly associated with the dissipation within the confined lubricated interface. The velocity-independent friction coefficient falls on a master curve for the wide range of tested operating conditions and lubricant rheological properties. This master curve is a logarithmic function of a dimensionless number corresponding to the ratio of the confined lubricant viscosity to the product of the pressure and a characteristic time. The physical meaning of this latter and the friction law are discussed considering the confined interface either as a viscoelastic fluid or a non-Newtonian Eyring fluid. Mots clés : Contact EHD ponctuel, glissement oscillant, frottement visqueux, frottement élastique, viscoélasticité, fluide non Newtonien, Eyring
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