Modélisation de la topographie microgéométrique. Application à la prévision de l’écrasement de surfaces

Microgeometric topography modelling - application to the prediction of the normal approach between rough surfaces

LISMMA - Groupe Tribologie - ISMCM- CESTI Paris - 3, rue Fernand-Hainaut - 93407 Saint-Ouen Cedex

Résumé

Nous avons développé une modélisation de la microgéométrie qui consiste à décrire la dimension des aspérités (altitude du sommet et rayon moyen). La variabilité de ces deux paramètres conduit à une approche statistique utilisant des fonctions de distribution pour chacun d’eux. Ces fonctions sont dimensionnées au moyen de quatre paramètres de rugosité et deux paramètres d’ondulation issus de la procédure normalisée utilisant les « motifs ».

La modélisation des microgéométries permet de quantifier la fonctionnalité des surfaces et nous proposons, dans ce document, l’analyse mécanique du contact entre surfaces rugueuses. La modélisation développée intègre les trois principaux types de comportement pour les aspérités en contact élastique, élasto-plastique ou totalement plastique.

Abstract

In order to used normalised roughness and waviness parameters as indicators of the functionality of engineering surfaces in several fields, a model of the microgeometry was built with a classical family of normalised parameters.

We use the family of parameters based on the concept of “motif” - a valley between two summits - obtained through a specific filtering technique.

The model proposed herein consists of statistical descriptions of the repartition of the asperities’ height and shape. Analytic formulations are given and can be redimensionned with the values of roughness and waviness parameters.

This model can be used to predict functionnal properties of engineering surfaces. To illustrate this approach we give a detailled description of the normal stiffness caused by the deformability of the asperities in contact. The model is based on the three main types of behavior -Elastic, Elastoplastic and Pastic.