A full-system finite element approach to elastohydrodynamic lubrication problems

Cette these presente un modele elements finis avec couplage fort des problemes de lubrification elastohydrodynamique (EHD). La lubrification EHD consiste en une separation complete des surfaces en contact par un film complet de lubrifiant dans lequel est generee une pression suffisamment elevee pour engendrer une deformation elastique significative des surfaces. Ainsi, un couplage fort entre les effets hydrodynamiques et les effets elastiques s’etablit. Le systeme non-lineaire forme par les equations de Reynolds, d’elasticite lineaire et d’equilibre des charges est resolu de maniere couplee par une approche de type Newton-Raphson. Cette approche permet d’avoir de tres bons taux de convergence par rapport a l’approche classique avec couplage faible. Le probleme de frontiere libre de cavitation a la sortie du contact est traite par le biais d’une methode de penalisation. Des formulations de stabilisation appropriees sont utilisees pour etendre la resolution a des cas de contacts fortement charges. Ensuite, le comportement non-Newtonien du lubrifiant et les effets thermiques sont pris en compte. Le modele developpe est utilise pour etudier l’utilisation des Fluides de Tres Faible Viscosite dans les contacts EHD. L’utilisation de tels fluides en tant que lubrifiants offre deux avantages principaux: tout d’abord, la dissipation d’energie dans le contact par frottement est reduite et ensuite, dans le cadre de machines qui operent avec un fluide de fonction (generalement de faible viscosite) et un lubrifiant, le premier pourrait etre utilise pour remplir les deux fonctions. Cela permettrait une conception et une maintenance plus faciles de la machine en plus d’une amelioration de ses performances.