[PDF] Solides déformables en surface Théorie de Hertz



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SURFACE UTILE : SURFACE HABITABLE : SURFACE ANNEXE

SURFACE UTILE : SURFACE HABITABLE : SURFACE ANNEXE : 2 81 m² 2 81 m² 86 66 m² Cave 2 10 56 m² Chaufferie 4 88 m² 100 50 453 200 100 50 Cave 29 40 m² Sas d'entrée 2 81 m² Sous escalier 1 35 m² Garage 40 47 m² 5 50 5 51 5 83 20 3 36 1 72 32 2 07 17 3 14 1 40 7 2 35 5 5 50 4 50 75 SOUS-SOL : Echelle 1 / 50 ème



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Surface utile globale 981,5 m² Surface conciergerie Surface utile conciergerie Surface totale Surface Bâtiment principal Surface utile Bâtiment principal Bâtiment Etage Pièce(s) Surface Principal -1 Cuisine 37,8 m²-1 Lingerie 26,3 m²-1 Dégagements 75,6 m²-1 Archives 62,0 m²-1 Local informatique 11,2 m²-1 Chaufferie 42,7 m²



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« MERCREDI DU CICF-SYPAA DU 4 2012 : SURFACE PLANCHER

A • La surface utile et l’estimation de la « surface plancher » résultante B • La surface utile et la surface résultante des « autres locaux fermés », C • La surface utile des espaces couverts non fermés, D • La surface des espaces extérieurs



LA BIO DANS LUNION EUROPEENNE

6,2 de la Surface Agricole Utile européenne Entre 2014 et 2015, le nombre de fermes et la surface bio de l'UE ont progressé de 4,7 et 9,0 Fin 2016, d'après les premières estimations, 291 326 exploitations agricoles cultivaient plus de 12,0 millions d'hectares en bio Entre 2015 et 2016, le nombre de fermes et la surface bio de



III C ONTROLE GRANULOMETRIQUE DES POUDRES

La surface utile tamisante et le pourcentage de vide par rapport à la surface totale sont à considérer, ce pourcentage avec le coefficient de rigidité du tissu ont été retenus pour établir une classification de ces tissus



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fabriquées en polypropylène de couleur gris requin Le filet, en polyester, est soudé Modèle de surface: sa forme élargie permet d’optimiser la surface utile de ramassage des substances à la surface de l’eau Modèle de fond: sa forme évasée optimise la collecte de la saleté du fond de la piscine Modèle de surface Surface Model



Solides déformables en surface Théorie de Hertz

L’angle ???? disparaît L’orientation de l’ellipse de ontat sera définie par la géométrie de la seonde surface L’angle est l’angle entre la diretion du plan 1 et la direction du grand axe de l’ellipse de ontat, tel que soit dans la direction de ????, autrement dit la direction du grand axe de l’ellipse de ontat est

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Programme - Compétences

B213 MODELISER

Associer le modèle du solide déformable localement en surface au comportement de solides en contact ; Utiliser le modèle de Hertz (fourni) pour déterminer les déplacements et les pressions dans les contacts linéiques ou ponctuels ;

Solides déformables en

surface

Théorie de Hertz

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A. Solides déformables en surface - Théorie de Hertz ......................................................... 3

A.I. Introduction ....................................................................................................................... 3

A.II. Contact entre solides indéformables .................................................................................. 3

A.II.1 Cinématique du contact ........................................................................................................................ 3

A.II.2 Statique du contact ............................................................................................................................... 3

A.III. Contact entre solides ........................................................................................................ 4

A.IV. Contact entre solides déformables .................................................................................... 4

A.IV.1 Présentation du problème ................................................................................................................... 4

A.IV.2 Hypothèses .......................................................................................................................................... 5

A.IV.3 Modèle de Hertz .................................................................................................................................. 6

A.IV.3.a Données ........................................................................................................................................ 6

A.IV.3.b Paramètres ................................................................................................................................... 6

A.IV.3.c Interaction entre les solides ......................................................................................................... 7

A.IV.3.c.i Contacts ponctuels ................................................................................................................. 7

Formules de calcul .......................................................................................................................... 7

Détails du contact quelconque ....................................................................................................... 7

A.IV.3.c.ii Contacts linéiques................................................................................................................ 10

A.IV.4 Utilisations courantes de la théorie de Hertz .................................................................................... 11

A.IV.4.a Calcul de raideurs locales ........................................................................................................... 11

A.IV.4.b Dimensionnement au matage .................................................................................................... 11

A.V. Annexe............................................................................................................................ 12

A.V.1 Courbure des courbes et surfaces ...................................................................................................... 12

A.V.1.a Préliminaires ................................................................................................................................ 12

A.V.1.b Courbure d'une courbe plane ..................................................................................................... 13

A.V.1.c Courbure d'une surface 3D .......................................................................................................... 14

A.V.1.c.i Définition ............................................................................................................................... 14

Surface de rĠǀolution d'adže ࡹǡ࢔ ................................................................................................. 14

Surface sans réǀolution d'adže ࡹǡ࢔ .............................................................................................. 14

A.V.1.c.ii Plans - Cylindres - Sphères ................................................................................................... 15

A.V.1.c.iii Théorème utile .................................................................................................................... 16

A.V.2 Quelques caractéristiques de matériaux ............................................................................................ 17

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A. Solides déformables en surface -

Théorie de Hertz

A.I. Introduction

en compte la déformation locale des surfaces au niveau du contact. deux solides déformables dans la zone de contact entre deux solides : - Géométrie de la zone de contact - Rapprochement global des deux solides - Répartition de la pression - Contraintes dans la matière

A.II. Contact entre solides indéformables

A.II.1 Cinématique du contact

Lorsque deux solides indéformables sont en contact, on définit : o Vecteur roulement dans le plan de contact ߨ

A.II.2 Statique du contact

Lorsque deux solides indéformables sont en contact avec frottement, les lois de Coulomb permettent

de dĠterminer la relation entre l'effort normal et l'effort tangentiel. On définit :

Action sur ܥ

Action dans ܥ

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A.III. Contact entre solides

Lorsque les deux solides sont mis en contact, une pression de contact ܲ uniformément, ce qui nous a conduits à utiliser la relation suivante : Cette pression est aussi la pression moyenne de tout contact.

particuliğre. L'objet de ce chapitre est d'Ġtudier des dĠformations pour des contacts ponctuels et

surfaciques.

A.IV. Contact entre solides déformables

A.IV.1 Présentation du problème

zone de contact s'Ġtablie par Ġcrasement des deudž solides l'un sur l'autre qui se rapprochent

globalement (assez loin de la zone dĠformĠe) d'une ǀaleur ߜ solides autour de ܯ ܲ non uniforme sur la surface de contact ܵ. Une contrainte ߬ de contact.

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A.IV.2 Hypothèses

- Les déformations en dehors de la zone de contact sont négligeables - Les déformations sont élastiques (pas de déformations plastiques) - Les matériaux sont élastiques, homogènes et isotropes - Les contacts se font sans frottements sur la surface ܵ devant les dimensions des solides en contact - Les solides sont de grandes dimensions devant les zone de contact - Il n'y a pas de mouǀements relatifs entre les deudž solides

- Les deux zones mises en contact sont supposés être des ellipsoïdes définis par deux rayons de

courbure (principaux) positifs (surface convexe) ou négatifs (surface concave) (cf Annexes)

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A.IV.3 Modèle de Hertz

A.IV.3.a Données

Rayons de courbure principaux

Matériaux

L'effort normal au niǀeau du contact est connu : ܰ

A.IV.3.b Paramètres

On définit deux paramètres ݇௜ :

݇௜ est en ܽܲ

On définit les courbures :

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A.IV.3.c Interaction entre les solides

A.IV.3.c.i Contacts ponctuels

Formules de calcul

Types de contacts

Solides

Solides

Sphère

Sphère

Sphère

Plan

Surface

de contact Forme

Dimensions

Rapprochement ߜ

Pression max ܲ

Profondeur pour ߬

(Pour ߭

Fonction de l'edžcentration de

l'ellipse ࢎൌ૙ǡ૞ࢇ ࢎൌ૙ǡ૞ࢇ

Détails du contact quelconque

Dans le cas de contacts entre solides quelconques, il faut déterminer les coefficients ݉, ݊ et ݎ,

dĠpendant de l'angle ߮ lui-mġme dĠpendant d'un angle ߠ

L'angle ߠ

chaque solide avec le plan de contact ߨ

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Prenons l'edžemple ci-dessous.

On associe les plans ܲଵ et ܲ

- Le plan ܲ - Le plan ܲ - Le plan ܲ - Le plan ܲ

Remarque ͗ Si l'une des surfaces est de rĠǀolution autour de la normale au contact, l'angle ߠ

courbures principales sont identiques pour la même surface (révolution autour de la normale), par

exemple ܥଵൌܥଵᇱൌܥ. On a alors : ...‘•߮

L'angle ߠ

surface. L'angle ߮ est l'angle entre la direction du plan ܲ tel que ߮ soit dans la direction de ߠ entre les directions des plans ܲଵ et ܲ même direction que ߠ

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Il reste finalement à connaître les valeurs des 3 variables ݉, ݊ et ݎ qui dépendent de ߮

On trouve sur internet ce graphique :

N'ayant pas trouǀĠ de description plus prĠcise de ces courbes, j'en propose un modğle approchĠ issu

Fichier source : https://www.dropbox.com/s/hqkxd062ao7je4d/Hertz_Coeffs.xlsx?dl=0 Voici le résultat de cette approximation, très proche de la courbe ci-dessus :

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A.IV.3.c.ii Contacts linéiques

Types de contacts

Cylindre

Cylindre

Cylindre

Plan

Surface

de contact Forme

Rapprochement ߜ

Pression max ܲ

Profondeur pour ߬

(Pour ߭

Dans le cas de contacts linéiques réels, les longueurs de contact sont non infinies et la théorie de Hertz

donne des valeurs non réalistes. Arvid Palmgren donne des valeurs proches de la réalité pour un couple

de matériaux métalliques où ܮ

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A.IV.4 Utilisations courantes de la théorie de Hertz

A.IV.4.a Calcul de raideurs locales

La détermination du rapprochement ߜ

relation entre déplacement ݀ et effort ܰ

A.IV.4.b Dimensionnement au matage

L'application de la thĠorie de Hertz permet de choisir la gĠomĠtrie et les matĠriaudž des piğces en

contact en prenant en compte la pression de matage admissible ܲ

Le critère à vérifier est le suivant :

Nous utiliserons pressions de matage conventionnelles suivantes :

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A.V. Annexe

A.V.1 Courbure des courbes et surfaces

Pour utiliser correctement la théorie de Hertz, il faut trouver les rayons de courbure principaux de

surfaces 3D. Il est donc nécessaire de présenter les caractéristiques des surfaces 3D afin d'en ġtre

capable.

A.V.1.a Préliminaires

surface tel que les normales sortantes aux deux surfaces soient opposées, orthogonales à un plan de

contact appelé ߨ

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A.V.1.b ‘—""—"‡ †ǯ—‡ ...‘—""‡ "Žƒ‡

Soit une courbe plane quelconque délimitant un solide. On parcourt la courbe tel que la matière soit

toujours à droite. En tout point ܯ

ܴ appelé rayon de courbure local en ܯ de ܥ. Soit ݐԦ le vecteur tangent à la courbe en ܯ

courbure appelé ܱ

On a :

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A.V.1.c ‘—""—"‡ †ǯ—‡ •—"ˆƒ...‡ ͵

A.V.1.c.i Définition

Dans le cas d'une surface ܵ, il existe une infinité de rayons de courbures en un point ܯ

On définit le plan tangent au contact ߨ

point ܯ On trouve alors les rayons de courbure de ܵ en ܯ dans des tranches de la surface ܵ coupe de plans orthogonaux à ߨ On définit les rayons de courbures principaux de ܵ en ܯ et maximum de ܵ en ܯ Les centres de courbure sont tous confondus et tous les rayons de courbures sont identiques.

ܵ en ܯ

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A.V.1.c.ii Plans Ȃ Cylindres - Sphères

Lors de l'application de la thĠorie de Hertz, nous aurons souvent affaire à ces contacts faisant intervenir

des plans, sphères et cylindres. Dans ces 3 cas, les rayons de courbures principaux sont faciles à

déterminer : Plan Cylindre plein de rayon ݎ Sphère pleine de rayon ݎ

La surface est de révolution

Tous les rayons de courbure

sont identiques égaux à :

Cylindre plein - Contact

extérieur

La surface est de révolution

Tous les rayons de courbure

sont identiques égaux à : Cylindre creux de rayon ݎ Sphère creuse de rayon ݎ

Cylindre creux - Contact

intérieur

La surface est de révolution

Tous les rayons de courbure

sont identiques égaux à :

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A.V.1.c.iii Théorème utile

Pour des contacts entre surfaces quelconques, il est nécessaire de savoir trouver les deux courbures

l'une d'elles, on trouǀera l'autre dans le plan orthogonal à ߨ

est de rĠǀolution autour d'un adže, les traǀaudž d'Euler nous permettent de trouǀer les deudž centres de

courbure facilement.

Prenons l'edžemple d'un tore :

Le tore étudié présente une courbure principale en ܯ dont on connaît le rayon :

Les travaudž d'Euler ont permis de montrer que le second centre de courbure est sur l'adže de rotation.

C'est donc le point ܣ

Remarque : ce théorème nous sera très utile en TD pour le calcul des courbures de bagues de

roulements au contact avec les billes !!!

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A.V.2 Quelques caractéristiques de matériauxquotesdbs_dbs12.pdfusesText_18