Étude expérimentale et numérique de l'effet des paramètres géométriques d'un contact coin sous chargement combiné

摘要

L'hypothèse des contraintes planes est surtout utilisée pour modéliser des corps élastiques plans et minces chargés dans leur plan. La résolution d'un tel problème (problème d'élasticité plane) par la méthode des éléments finis était largement utilisée, et les résultats obtenus sont confrontés favorablement avec les résultats expérimentaux. Cette étude concerne l'analyse expérimentale et numérique d'un contact coin entre un échantillon flexible en état plan de contrainte et un massif élastique de rigidité inférieure, égale et supérieure soumis à un chargement combiné.ududLes hypothèses de la théorie du contact de Hertz qui permettent la résolution d'un problème d'élasticité sont restrictives. En fait, les problèmes de contact mettant en jeu des cônes, des coins ou des poinçons plats n'entrent pas dans le cadre de la théorie de Hertz. L'étude proposée met en oeuvre un plan d'expériences rassemblant les facteurs suivants : l'angle de contact, la force normale, la force tangentielle et la rigidité des matériaux en contacts. Ces facteurs sont susceptibles d'influencer la distribution de la contrainte engendrée par le contact coin entre ces corps. La réalisation d'un tel plan a nécessité la conception et la réalisation d'un dispositif expérimental composé principalement d'un assemblage mécanique destiné à la fixation des échantillons en contact d'une part et à assurer l'application des forces normale et tangentielle d'autre part.ududL'une des méthodes expérimentales pour l'étude de la mécanique des contacts est la photoélasticité. C'est une technique optique utilisée pour déterminer la contrainte de cisaillement maximale, où l'un des deux corps en contact est transparent, permettant ainsi d'observer directement les isocontraintes. L'objectif principal de cette étude est de quantifier à partir des résultats expérimentaux et de valider numériquement, l'influence de la variation des facteurs mentionnés auparavant sur la pression de contact en un coin d'angle variable.ududBien que les valeurs diffèrent légèrement et avec une moyemie de l'eiTcur relative totale au centre du domaine d'étude de 4.5%, les résultats expérimentaux sont en bonne concordance avec ceux obtenus par simulation numérique.