Les modèles d'usure

Recherches bibliographiques: Les modèles d'usure

   L'intérêt premier de nos recherches et de pouvoir calculer l'usure de l'hydrocyclone à partir du post-traitement des résultats de la simulation CFD. Ces résultats nous donnent pour chaque phase ( une phase liquide et quatre phases solides ) les vitesses et les fractions volumiques. A partir de ces grandeurs simulées et des caractéristiques physiques des matériaux nous avons cherchés des modèles de prédiction de l'usure compatibles et adaptés à notre situation.

 

   La point de départ de notre recherche est l'article "Wear models and predictive equations : their form and content" par M. Meng et M. Ludema paru en 1994. Leur article synthétise l'ensemble des connaissances sur les modèles d'usure. En effet, à l'heure de parution de leur article, ils dénombraient 5466 parutions traitant de friction et d'usure et présentant plus de 300 équations de prédiction. Sur ces 300 équations, les auteurs en isolent 182 traitant spécifiquement de l'usure puis 28 qui font l'objet d'une étude spécifique et qui traite de l'érosion par impact de particules solides. Ils y détaillent l'ensemble de ces 28 modèles ainsi que les variables utilisées. De part cet article, nous avons pu avoir une vision d'ensemble sur les différents modèles existant ainsi que sur les modèles les plus utilisés pour ensuite rechercher les articles spécifiques à chaque modèle.

 

   L'article "Finite element modeling of erosive wear " par M.ElTobgy M. Ng et M. Elbestawi publié en 2005, décrit en détail différents modèles d'usure dont les modèles de Finnie et de Bitter. Dans une première partie les auteurs rappellent les différents procédés d'érosion. En effet selon si le matériau est ductile ou fragile les effets des impacts ne sont pas les mêmes. Pour un matériau ductile comme les métaux, les déformations plastiques induites par les impacts de particules érodent le matériau lorsque celles si dépassent la limite de déformation à la rupture; on parle alors de rupture ductile du matériau. Ils notent aussi que la perte de matière des matériaux ductiles varie fortement en fonction de l'angle d'impact des particules solides, le pic d'érosion étant atteint pour des particules impactant avec un angle d'impact compris entre 20 et 40°. Pour les matériaux dits fragiles, tels que les céramiques il n'y a pas de déformation plastique, les forces résultantes des impacts de particules créent des fissurent qui se propagent en surface. Pour ces matériaux, l'érosion est maximale pour un angle d'impact de 90°.