Multi-scale topography and evolutionary leakage of a sliding contact - Université Polytechnique des Hauts-de-France Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Multi-scale topography and evolutionary leakage of a sliding contact

Topographie multi-échelle et fuite évolutive d'un contact coulissant

Résumé

Pumps allow the transfer of a product (glue, lubricant, petrol, etc.) to the pressurised spraying system. Being present in a multitude of industries, their reliability is of major importance for the protection of the environment and health. We study the impact of surface finish on the functionality (tightness, wear) of different systems, within pumps and spraying systems. A multi-scale characterization method is thus implemented in order to understand the impact of the surface finish of parts on the functionality of these systems. This method is applied on a first characterization study of the tightness of reversible nozzles. It is not always easy to interpret the impact of the morphology of a surface on its functionality using roughness parameters. A contact model and a contact distribution visualization tool are therefore developed. The contact interface is thus computed to better understand the contact distribution and leakage paths. The next part of the thesis aims to characterize the seal/wear torque of a hydraulic piston. A test bench is developed to characterize the wear, tightness and topography of the studied parts. Thus, the degradation of the surface state of a piston is analyzed as a function of its tightness. In order to apply the study of the seal/wear coupling to other similar contacts, a numerical model, capable of calculating the hydraulic conductance of a sliding contact between two rough surfaces, is being developed. Finally, coatings that could replace hard chromium are being tested for wear. The use of hard chromium plating is highly regulated and will be banned in the future. Thus, the comparative degradation of different coatings under the same wear conditions is being studied.
Les pompes permettent le transfert d’un produit (colle, lubrifiant, essence, etc.) jusqu’au système de pulvérisation sous pression. Etant présentes dans une multitude de secteur d’activité, leur fiabilité a une importance majeure pour la protection de l’environnement et de la santé. Nous étudions l’impact de l’état de surface sur la fonctionnalité (étanchéité, usure) de différents systèmes, au sein des pompes et systèmes de pulvérisation. Une méthode de caractérisation multi-échelle est ainsi mise en place afin de comprendre l’impact de l’état de surface des pièces sur la fonctionnalité de ces systèmes. Cette méthode est appliquée sur une première étude de caractérisation de l’étanchéité de buses réversibles. Il n’est pas toujours évident d’interpréter l’impact de la morphologie d’une surface sur sa fonctionnalité utilisant les paramètres de rugosité. Un modèle de contact et un outil de visualisation de répartition du contact sont donc développés. L’interface de contact est ainsi calculée pour mieux comprendre la répartition du contact et les chemins de fuite. La suite de la thèse a pour but de caractériser couple étanchéité/usure d’un piston hydraulique. Un banc de test est développé pour caractériser l’usure, l’étanchéité et la topographie des pièces étudiées. Ainsi, la dégradation de l’état de surface d’un piston est analysée en fonction de son étanchéité. Afin d’appliquer l’étude du couplage étanchéité/usure à d’autres contacts similaires, un modèle numérique, capable de calculer la conductance hydraulique d’un contact coulissant entre deux surfaces rugueuses, est en développement. Pour terminer, des revêtements susceptibles de remplacer le chrome dur sont testés en usure. L’utilisation du chromage dur étant fortement réglementée et sera amené à être interdite à l’avenir. Ainsi, l’étude comparative de la dégradation de différents revêtements dans les mêmes conditions d’usure est étudiée.
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Dates et versions

tel-03373680 , version 1 (11-10-2021)

Licence

Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Pas de modification

Identifiants

  • HAL Id : tel-03373680 , version 1

Lien texte intégral

Citer

Camille Bataille. Multi-scale topography and evolutionary leakage of a sliding contact: experimental approach and modeling. Engineering Sciences [physics]. Université Polytechnique Hauts-de-France, 2020. English. ⟨NNT : 2020UPHF0008⟩. ⟨tel-03373680⟩
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