CHAIRES DE RECHERCHE

L'équipe scientifique

La Chaire de recherche et d'enseignement est portée par le Pr. Philippe Velex, Professeur à l'INSA Lyon.

Les travaux de recherche de Philippe Velex sont principalement axés sur l’analyse des interactions entre, d’une part, les aspects locaux associés aux contacts lubrifiés et leur comportement tribologique, et d’autre part, les phénomènes liés aux comportements statiques et dynamiques des systèmes mécaniques complets. Les applications portent principalement sur les transmissions mécaniques par engrenages.

Les principaux thèmes de recherche développés sont :

  • La dynamique de l’engrènement
    En s’appuyant sur le formalisme des torseurs de déplacements infinitésimaux, une formulation systématique des conditions de contacts instantanées entre dentures avec ou sans écarts géométriques a été élaborée. La démarche de modélisation a été étendue à des dispositifs complexes à plusieurs engrènements comme des trains conventionnels multi-étages et des trains planétaires. Une méthodologie originale a été introduite afin d’analyser les contributions de corrections de forme sur les conditions de contact entre dents. L’optimisation des formes de dentures peut s’effectuer en fonction de plusieurs critères de conception pour une gamme de puissances transmises tout en tenant compte de dispersions de fabrication. Des campagnes de validation ont été principalement menées sur un banc simple étage très largement instrumenté (contraintes en pieds de dents, déplacements de flexion en plusieurs points des lignes d’arbres, efforts transmis par les paliers...). Les résultats obtenus valident très largement les modèles mis en oeuvre et soulignent les interactions tribologie-mécanisme qui conditionnent pour une large part le chargement instantané sur les dentures et les paliers.
  • L’étude des interactions entre contacts lubrifiés et éléments de structure
    L’activité de recherche s’est donc naturellement élargie à la modélisation des paliers à roulements et des paliers fluides et à l’analyse des couplages statiques et dynamiques entre engrenages, arbres et paliers. Les difficultés principales proviennent de la multiplicité des sources de non-linéarités (éventuellement fortes) au niveau des différents contacts entre dents et dans les paliers. Ces éléments ont été intégrés dans des modèles de comportement statique et dynamique de transmissions mécaniques. Des méthodes de résolution ont été développées afin de résoudre simultanément les équations du mouvement, les conditions de contact normal sur les dentures et sur l’ensemble des éléments roulants dans les paliers à roulement.
  • Les pertes de puissance dans les transmissions mécaniques
    Cette thématique a été initiée en coopération avec l’ECAM de Lyon. Il s’agit de caractériser les pertes de puissance par frottement, barbotage, ventilation, piégeage de mélange air-lubrifiant entre les dents d’engrenages. Des moyens expérimentaux ont été développés et ont permis de valider et/ou développer des modèles prédictifs de dissipation dans les boîtes de vitesses automobiles et pour des engrenages à grandes vitesses.