Nikass a dit:
Eh bien, petite question qui finit en débat de matheux. Ca me rappelle Maths Sup', ça... Les equations, pas de problème, mais la vraie question - quel est le facteur physique limitant - je n'y connais rien. Frottement ? Passage en résonance ? Tolérances de fabrication moins simples à tenir sur des gros roulements (sphéricité des billes, etc ?)
La valeur de force centrifuge atteinte pose t-elle problème à la résistance au "poinconnement" de la cage a partir d'une certaine limite ?
Quand une bague est dans un alésage, elle est bien serrée quand même, elle ne va pas exploser toute seule. Alors... ?!
je suis curieux de savoir. Pour le moment dernière enchère 16k rpm
a+
La réponse est à mon avis plus haut Nikass, mais comme ces histoires de pressions de Hertz me sont familières, je n'ai pas pensé à mettre plus de détails. Je vais donc réparer ça.
En gros, quand une surface porte sur une autre surface dont la forme est différente, les deux surfaces se déforment d'autant plus qu'on applique un effort entre les surfaces.
Cette déformation se traduit par une contrainte dans la matière. Quand localement cette contrainte est aussi importante que la résistance à la traction de la matière, une fissure s'amorce.
Une fois la fissure amorcée, la section qui travaille diminue puisque la zone fissurée ne peut plus transmettre d'efforts de traction.
Donc la contrainte ne peut qu'augmenter dans la partie saine, ce qui a pour effet d'agrandir la fissure. On entre dans un cercle vicieux qui provoque la rupture locale de la pièce.
Les contacts hertziens ont la particularité de provoquer une contrainte de cisaillement en sous couche. Cette contrainte est parallèle à la surface de contact. Pour comprendre, il faut imaginer la matière comme un millefeuille (ce qui est archi-faux, c'est juste une image.) Quand on appuie sur la feuille du dessus, elle s'écrase ce qui a pour effet d'allonger la feuille et aussi de répartir la charge sur la feuille de desous. Comme la feuille de dessous est chargée de manière mieux répartie, elle s'allonge moins juste en-dessous du point d'appui. Donc il se produit un glissement local entre les deux feuilles. La contrainte de cisaillement résulte de ce cisaillement parce que dans la réalité, il n'y a pas de feuille, mais un seul et même matériau.
Quand on démonte un roulement mort, on constate un écaillage local. En examinant la forme de l'écaille, on voit que le fond est parallèle à la surface. C'est là qu'est née la fissure.
Ensuite, la fissure s'est propagée de manière hazardeuse jusqu'au moment où elle a débouché en surface et provoqué l'écaillage du roulement.
Les roulements meurent comme ça à la suite d'un processus de fatigue du matériau.
Ensuite, sans en être sûr, je pense que la limite de fréquence de rotation des roulements est donnée par ce processus puisque nous l'avons vu plus haut, plus l'arbre tourne vite, plus les billes exercent d'effort sur la cage.
la bague dans son alésage ne subit pas de pressions de Hertz parce que sa forme est la même que celle de l'alésage au niveau du contact.
Est-ce assez clair ?
Je vais me faire démolir par les mécaniciens-matheux purs et durs avec mon histoire de millefeuille. Tant pis, c'est pour les autres, ceux qui ne comprennent pas les maths spé que j'écris. Ils sont bien le droit de comprendre aussi, non ?
Après une fois la fissure amorcée, si on a la malchance de provoquer un phénomène de résonance, on peut imaginer le pire : rupture d'une bague pourquoi pas ?