Etude d'un contact métal, revêtement olymère sous forte pression (application au procédé d'assemblage par emmanchement en force des articulations élastiques dans les bras en suspension)

La présente étude a pour but de comprendre en détails la physique d'un cas particulier d'emmanchement en force de deux pièces métalliques. L'objectif est de prédire l'effort d'assemblage et la tenue au désassemblage qui doit être la plus élevée possible. La spécificité tient dans la nature des surfaces en contact, la pièce mâle étant revêtue d'un film mince de polymère. L'étude du frottement dans ce contexte est au cœur de l'étude : les fortes pressions de contact subies (jusqu'à plusieurs centaines de Mpa) entraînent une dégradation du revêtement polymère. Ce phénomène impacte par ailleurs fortement le coefficient de frottement. Ainsi nous proposons un modèle phénoménologique prédisant l'usure du polymère et l'évolution consécutive du coefficient de frottement en fonction des conditions de contact. L'autre axe de l'étude est la modélisation éléments finis du procédé d'assemblage qui bénéficie des résultats de l'étude tribologique (odèle d'usure et de frottement). Le point principal est l'intégration du revêtement polymère dans la simulation : il est modélisé par un jeu dans le contact entre les pièces qui varie avec son usure. Il ressort avec un couplage fort entre les aspects structure et les aspects frottements : nous ne notons pas une simple relation de proportionnalité entre coefficient de frottement et effort d'emmanchement, il impacte également la distribution du contact entre les pièces.This study aims at understanding physical phenomena in a particular case of press-fit assembly of two metal parts. The purpose is to predict both assembling and disassembling forces; the latter being as high as possible. The special feature lies in the nature of contact surfaces : the male part is zinc*nickel coated while the female part is coated with a thin polymer film. Frictional behaviour is a major feature of the study : high contact pressure (until several hundred Mpa) is able to generate polymer coating damage. Moreover coefficient of friction is very sensitive to this phenomenon. So we suggest a phenomenological model predicting polymer wear and subsequent friction change depending on contct conditions. The other major feature of this study is finite element modelling of the assembly process. It takes up results of the tribological study (wear and friction models). The main point is polymer coating consideration : it is modelled by a contact gap between structural and tribological sides is found : coefficient of frictionis not simply proportional to press-fit force, it plays too on contact distribution between parts.PARIS-MINES ParisTech (751062310) / SudocSudocFranceF