Caractérisation tribologique de films moléculaires d'acide phosphonique déposés sur une surface de cuivre

National audienceLa surface d'un substrat de cuivre a été fonctionnalisée grâce à une technique d'auto-assemblage d'une monocouche d'acide phosphonique. Après caractérisation de ce film, un excellent comportement tribologique est noté lorsqu'aucun nettoyage ultrasonore n'est effectué, pour des conditions de sollicitation de pression de 133 MPa et de vitesse de glissement de 1mm/s sur un tribomètre alternatif linéaire utilisant un frotteur en Si3N4 (μ = 0.12, durée de vie multipliée par 100). Des espèces physisorbées, sous formes d'amas de plusieurs μm3, présentes sur la monocouche semblent responsables de ce bon comportement. De premiers essais sur un tribomètre d'étirage-plan ont montré un réel potentiel de ce type de fonctionnalisation en emboutissage

Numerical and experimental study of C/C composites under tribological loading

International audienceThis work is devoted to the numerical study of a composite under dynamic tribological loading. The aim of this study is to define an homogeneous model, obtained for static loading and built from an heterogeneous one, that represents the real behavior of the composite. The equivalence of the vibratory behavior between homogeneous and heterogeneous models is emphasized. This equivalence has been studied under dynamical loading without contact. Then a non linear dynamical explicit finite element model is used to check if the homogeneous model represents the heterogeneous ones under dynamic tribological loading. Finally an experimental work, that confirms presence of high frequencies obtained numerically, is discussed

Tribológiai jelenségek néhány szubmikroszkópikus vonatkozásának vizsgálata = Investigation of the submicroscopic of tribological phenomena

A kutatómunka célja a súrlódó felület igen vékony rétegében, az ún. felületközeli rétegben a súrlódási igénybevétel hatására bekövetkező állandósult, ill. tranziens szerkezeti változások vizsgálata volt. Ezeket a változásokat a tribológiai szakirodalom TTS-nek (Tribological Transformation of the Surface) nevezi. Vizsgálatainkhoz fémes (ötvözetlen acél, nagytisztaságú magnézium és titán) és nemfémes (szálerősítésű karbon-karbon kompozit, polikristályos gyémánt és amorf karbon) súrlódó felületpárokat használtunk. A súrlódó felületek geometriája gömb-síkfelület jellegű volt, mivel ennél az érintkezési típusnál legjelentősebb az érintkezési feszültségi állapot hidrosztatikus komponensének hatása. A súrlódásvizsgálatokat kiegészítettük járulékos hidrosztatikus nyomás alatt végzett anyagvizsgálatokkal, amelynek eredményeiből a súrlódásvizsgálat numerikus szimulációjához szükséges anyagtörvényt határoztuk meg. A vizsgált felületeket 3D-topográfia, optikai- és elektronmikroszkópia, elektron-diffrakció, Raman-spektroszkópia, Röntgen-difrakció, atomi-erő-mikroszkópia, mikro- és nanokeménység mérések eredményeivel jellemeztük. A próbatestek elkészítéséhez, valamint a vizsgálatok elvégzéséhez, ill. az eredmények kiértékeléséhez és közzétételéhez minden esetben felhasználtuk széleskörű nemzetközi kapcsolatainkat is, amelyek nagymértékben hozzájárultak, hogy a megkezdett kutatómunkát az OTKA támogatás befejezése után is folyatni tudjuk. | The goal of the research project was the investigation and analysis of some transient and permanent structural changes of the near surface layer due to a tribological load. These changes are referred to the tribological literature as TTS (Tribological Transformation of the Surface). Based on experience from previous research work, metallic (unalloyed steel, high purity magnesium and titanium) and non metallic (fiber reinforced carbon-carbon composite, amorphous carbon and polycrystalline diamond) friction surfaces pairs were chosen for the investigation. For the friction tests sphere-on-plate contact geometry of friction pairs was chosen, because for this type of contact the effect of the hydrostatic pressure component of the local stress state is important. The friction tests were completed by deformability tests under imposed hydrostatic pressure so providing the material law for the numerical simulations. Surfaces were characterized using the results of 3D surface topography, optical and electron microscopy, electron diffraction, Raman-spectroscopy, X-ray diffraction, atomic force microscopy, micro-, and nano-hardness measurements. For the manufacturing of the specimens, for the investigations and for the evaluation and publication of the results, we collaborated with our large international partnership, which allows us to continue the research after the termination of support from OTKA

Tests Tribologiques et mécaniques de différents revêtements PVD pour cylindres de laminoirs à bandes en acier Haut Carbone

International audienceOn étudie l'application aux cylindres de laminoir de revêtements PVD initialement développés pour l'usinage : TiN, TiBN, CrN, aux fins de remplacement du revêtement existant, le chrome dur. Les propriétés essentielles sont comparées à l'aide de l'essai bague plan (cet essai en glissement total est très sensible à l'usure adhésive) et de l'essai Amsler (roulement avec glissement sous forte charge hertzienne, qui teste la résistance de l'interface à l'écaillage). On montre que CrN, peut-être du fait de fortes contraintes résiduelles, est le seul à s'écailler dans les conditions de l'essai Amsler (2 GPa de pression maximale de Hertz, 106 cycles). Contre l'adhésion, TiN est décevant, alors que CrN et TiBN, aussi bien que Cr, empêchent le grippage jusqu'à la charge maximale de l'essai bague - plan

Bilan et enjeux des modèles de frottements : tribologie et contrôle au service de la sécurité des transports

National audienceCe document se veut une aide à la conception (dimensionnement, mesures, commande, supervision) des systèmes de transport (routiers, ferroviaires, ...) dans le cadre des nouveaux enjeux de performance et de sécurité. Dans ce contexte, les modèles doivent pouvoir traduire des conditions de frottement fortement perturbées (température, pollution, huile, verglas, turbulences, courants marins...) contrairement au cas des systèmes mécaniques constitués de pièces en mouvement dans la lubrification est imposée. Aussi, le concepteur se heurte à plusieurs questions : comment relier concrètement les conditions d'adhérence réelles aux paramètres physiques des matériaux ou fluides en contact ? Dispose-t-on de modèles de frottements suffisamment simples pour être simulables et identifiables en temps réel ? Quel modèle utiliser selon le type de performance que l'on souhaite optimiser ? Dans tous les cas, la difficulté des mesures au niveau du contact stimule la recherche d'estimateurs (basés sur des modèles adéquats) pour reconstruire en ligne des informations non directement mesurées ce qui nécessite de croiser les connaissances en tribologie et en commande (modèles " boîte noire ", observateurs). Tel est l'objectif du travail proposé. Nous y décrirons de manière synthétique les caractéristiques du frottement d'un point de vue tribologique et donnerons un bilan complet des modèles de frottements apparus ces dernières années. Nous tenterons ensuite de cerner les problématiques qui doivent relier les modèles dynamiques des systèmes étudiés et les efforts de frottement (entrées inconnues), mais également les critères de sélection des modèles en fonction des applications

Design of the loading mechanism for low load

Cílem bakalářské práce je provést konstrukční návrh a zhotovení výkresové dokumentace přípravku pro vyvození malých zatížení. Mechanismus se v případě realizace stane součástí laboratorního tribometru konfigurace ball-on-disk v laboratořích ÚK FSI VUT v Brně. V první části práce je provedena kritická rešerše tribologických simulátorů s ohledem na uspořádání testovaných těles a způsob zatěžování. Na základě analýzy uvedených informací jsou následně navrženy čtyři konstrukční varianty. Zvolená finální varianta je dále podrobně popsána, jsou zmíněny její výhody i nevýhody. Zvolené řešení je vypracováno do podoby výkresové dokumentace a elektronických modelů.The aim of the bachelor’s thesis is to provide a design and full drawing documentation of instrument for applying low loads. In case of realization, the mechanism will be implemented into a ball-on-disc laboratory tribometer, which is used in the laboratory of IMID FME BUT in Brno. The first part of the thesis deals with research study of tribometers considering the configuration of test samples and loading mechanism systems. According to information analysis, four different variants are introduced. The final design is described in detail, including the information about the advantages and disadvantages. This design is developed into technical drawings and electronic models.

Design and realization of Tribometer control

Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací softwaru pro tribologickou soustavu. S požadavkem vytvoření uživatelského prostředí pro zadání programu řízení pro daný experiment. Program je prováděn v určeném sledu a z experimentu jsou získány změřené data ze snímačů.Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací softwaru pro tribologickou soustavu. S požadavkem vytvoření uživatelského prostředí pro zadání programu řízení pro daný experiment. Program je prováděn v určeném sledu a z experimentu jsou získány změřené data ze snímačů.