Model coupling friction and adhesion for steel-concrete interfaces

The interface behaviour between steel and concrete, during pull-out tests, is numerically investigated using an interface model coupling adhesion and Coulomb friction. This model, first developed by Raous, Cang\'emi, Cocou and Monerie (RCCM), is based on the adhesion intensity variable, introduced by Fr\'emond, which is a surface damage variable. The RCCM model is here completed by taking a variable friction coefficient to simulate the slip weakening of the interface when sliding occurs. Identification of the parameters and validation of the model are carried on pull out experiments conducted at the INSA of Toulouse on steel-concrete interface of reinforced concrete

Modélisation phénoménologique et identification d'un système de micro-positionnement

Les phénomènes de frottement sont à l'origine d'erreurs de positionnement importantes des servo-mécanismes. Une modélisation précise permet de compenser leur effet dans le but d'augmenter les performances du système. Cet article propose une modélisation phénoménologique d'un axe linéaire avec transmission par vis à billes et l'identification des paramètres du modèle par un algorithme d'optimisation. Trois modèles de frottement sont considérés pour le servo-mécanisme. Le premier modèle considère le frottement statique, le frottement visqueux et le frottement de Stribeck avec l'hystérésis. Le deuxième utilise le modèle de Dahl, et le troisième le modèle LuGre. Ces modèles sont non-linéaires en les paramètres. Le critère d'optimisation est déterminé par simulation et considère l'erreur normalisée du couple de commande. Les résultats des trois modèles de frottement sont comparés aux données mesurées. Les simulations et les résultats expérimentaux montrent la validité du modèle proposé

Linear stability of the 1D Saint-Venant equations and drag parameterizations

The stability of the homogeneous and steady flow based on the one-dimensional Saint-Venant equations for free surface and shallow water flows of constant slope is derived and displayed through graphs. With a suitable choice of units, the small and large drag limits, respectively, correspond to the small and large spatio-temporal scales of a linear system only controlled by the Froude number and two other dimensionless numbers associated with the bottom drag parameterization. Between the small drag limit, with the two families of marginal and non-dispersive shallow water waves, and the large drag limit, with the marginal and non-dispersive waves of the kinematic wave approximation, dispersive roll waves are detailed. These waves are damped or amplified, depending on the value of the three control parameters. The spatial generalized dispersion relations are also derived indicating that the roll-wave instability is of the convective type for all drag parameterizations

Etude expérimentale et modélisation de l'évolution couplée du frottement et de l'usure dans un contact entre une surface métallique et un revêtement polymère

International audienceDans une jonction statique, le frottement a la particularité de devoir atteindre un fort niveau en fin d'assemblage, car il représente la majeure partie de la force de résistance de la jonction en service. Ce niveau de frottement est conféré par le procédé d'assemblage. Nous nous intéressons ici aux relations entre frottement et usure pour un assemblage polymère - métal caractérisé par un contact sous haute pression (localement, plus de 500 MPa), mais à basse vitesse (quelques mm.s-1) et avec une faible longueur de glissement (inférieure à 10 mm). Pour simuler ce contact, des essais tribologiques en régime linéaire alternatif ont été mis au point, dans lequel ont été utilisés des objets les plus proche possible des pièces réelles. Le polymère est celui qui reste en contact permanent, le métal voyant, lui, défiler la zone de contact. Le frottement augmente fortement au début de l'essai, puis se stabilise. En observant les surfaces en microscopie optique et électronique, on montre qu'une forte usure du polymère se produit, et que les particules d'usure se déposent pour une grande part dans la rugosité de la surface métallique. Des essais complémentaires montrent que ce piégeage de particules d'usure est la cause principale de l'augmentation du frottement. Un paramètre essentiel est la rugosité du métal, dont l'usure et la croissance du frottement sont fonctions croissantes. La croissance du frottement est modélisée sur la base du concept de troisième corps et d'un bilan de la circulation des particules d'usure. La comparaison aux courbes expérimentales de frottement montre la pertinence de ce modèle

Mesure du frottement en forge à froid par l'essai de forgeage en T

National audienceAprès une revue critique des essais classiques de frottement en forge à froid, cet article présente un nouvel essai permettant la mesure du frottement sur la surface latérale d'un lopin : le forgeage en T, combinant écrasement et extrusion d'un cylindre entre un tas plat et une matrice présentant un sillon en V. Les simulations numériques montrent que la courbe force F-course C et la hauteur de la partie extrudée H sont sensibles au frottement. Les coefficients de frottement (Coulomb, Tresca) sont déduits de la pente dF/dC dans le 1er stade d'essai et du couple final (Ff, Hf). Par simulation numérique on a optimisé la géométrie de la matrice. Des essais ont permis de vérifier le modèle et de mesurer le frottement induit par phosphatation/savonnage, une huile, un mélange phosphatation/savonnage/huile

Internal friction measurement in high purity tungsten single crystal

Internal friction peaks observed after small deformation in high purity tungsten single crystals between liquid helium temperature and 800 K in the frequency range 30-50 KHz, are studied as a function of orientation. An orientation effect is observed in the internal friction spectra due to the creation of internal stresses. The elementary processes related to these peaks are discussed in terms of kink generation and geometric kink motion on screw and edge dislocations in an internal stress field

Analysis of a dry friction problem under small displacements: application to a bolted joint

This study presents an analysis of the problem of macroscopic contact of steel upon steel with dry friction, in the specific case of a bolted joint. The configurations of these types of joints result in very small displacements and interface sliding velocities. To understand how the system formed by the two surfaces in contact works, an experiment was carried out. The analysis of the results obtained made it possible to define the behavior of the system and to model the variations of the main parameters by original and continuous laws. These laws accurately correlate to all the results of the tests effectuated

Identification dynamique de robots avec un modèle de frottement sec fonction de la charge et de la vitesse

International audienceEn robotique, les pertes dans la chaine d'actionnement articulaire des robots sont généralement prises en compte dans le modèle dynamique par un effort de frottement visqueux proportionnel à la vitesse et par un effort constant de frottement sec. Pourtant, d'après la loi de Coulomb, le frottement sec de glissement varie avec les efforts de contact dans les éléments de transmission. Ainsi, cet effet est à prendre en compte pour les systèmes mécaniques soumis à de fortes variations de charge. Cet article présente un nouveau modèle dynamique dans lequel l'effort de frottement sec est proportionnel à la charge selon un coefficient dépendant de la vitesse. Une nouvelle procédure permet d'identifier ce modèle à partir de mesures faites sur le robot réalisant diverses trajectoires avec différents cas de charge. Une validation expérimentale est réalisée sur un robot industriel

Identification dynamique de robots avec un modèle de frottement sec fonction de la charge et de la vitesse

International audienceEn robotique, les pertes dans la chaine d'actionnement articulaire des robots sont généralement prises en compte dans le modèle dynamique par un effort de frottement visqueux proportionnel à la vitesse et par un effort constant de frottement sec. Pourtant, d'après la loi de Coulomb, le frottement sec de glissement varie avec les efforts de contact dans les éléments de transmission. Ainsi, cet effet est à prendre en compte pour les systèmes mécaniques soumis à de fortes variations de charge. Cet article présente un nouveau modèle dynamique dans lequel l'effort de frottement sec est proportionnel à la charge selon un coefficient dépendant de la vitesse. Une nouvelle procédure permet d'identifier ce modèle à partir de mesures faites sur le robot réalisant diverses trajectoires avec différents cas de charge. Une validation expérimentale est réalisée sur un robot industriel