Activités de recherche

Les activités de recherche se développeront sur la base des travaux déjà engagés dans le cadre de partenariats précédents entre les différents partenaires. Ces activités seront organisées en projets autour de thèmes spécifiques identifiés en veillant au bon équilibre entre les activités à caractère théorique, numérique et expérimental. Un des attendus de la chaire concerne la mise en oeuvre de dispositifs expérimentaux originaux.

Le développement de transmissions mécaniques soumises à des sollicitations et contraintes toujours plus sévères (vitesses et puissances croissantes, gradients de température importants, compacité et gains de masse, etc.) nécessite d’analyser précisément et d’optimiser les différents composants mécaniques intégrés dans leur environnement thermomécanique afin de pouvoir répondre aux cahiers des charges en termes de :

• résistance mécanique, ce qui inclue une analyse fine sur les aspects tribologiques (usure et risques d’endommagement aux contacts) ;
• vibrations, charges dynamiques;
• réduction des pertes énergétiques et maîtrise des échauffements.

En décomposant les problématiques à différentes échelles, les thématiques scientifiques suivantes ont été identifiées :

• Le contact lubrifié

Chaque organe de la transmission est en contact avec différentes pièces mécaniques (on peut citer le contact des dentures dans les engrenages, ou encore le contact des corps roulants avec les bagues dans les paliers…). Ces contacts sont le siège de sollicitations mécaniques, thermiques et physico-chimiques. La compréhension des phénomènes induits est donc de première importance pour l’intégrité et la performance des composants, et au-delà, pour celle de la transmission complète. A cette échelle, les problématiques liées à la fatigue de contact et aux phénomènes dissipatifs seront analysées.
Parmi les thèmes de recherche envisagés, on peut citer :
- L’impact des additifs dans les lubrifiants, le rôle des traitements de surface (nitruration et/ou shot, nano, laser peening, …) ;
- Le développement et la fiabilisation d’un critère de grippage propre aux applications aéronautiques ;
- La réduction des frottements et pertes énergétiques associées.
- La quantification des amortissements induits par des contacts lubrifiés.

• Les composants

A l’échelle de chacun des composants (engrenages, accouplements, paliers, etc.), les problématiques mécaniques et thermiques demeurent cruciales mais s’y ajoute l’influence des procédés de fabrication et de contrôle. En ce qui concerne les dentures d’engrenages, les thèmes suivants seront abordés :
- Le dimensionnement et l’optimisation de dentures cylindriques et spiro-coniques, de cannelures ;
- La modélisation des pertes de puissance générées par tout type de dentures (avec une attention particulière sur les phénomènes dissipatifs associés au brassage des fluides dans les applications à grandes vitesses) ;
- Le développement de procédés de contrôles topologiques et de fabrication non conventionnels de dentures (métallurgie des poudres, fabrication additive…) ;
- L’analyse du comportement dynamique et thermique de paliers, la lubrification des paliers en champs centrifuges.

• La transmission complète

Dans une transmission de puissance, les différents composants interagissent et il convient de développer des approches locales/globales qui intègrent les couplages statiques et dynamiques entre composants. Les axes abordés incluront :
- Les analyses mécanique et énergétique globales ainsi que le développement de nouvelles architectures de transmissions;
- La prédiction du comportement thermomécanique en conditions sévères (coupure d’huile par exemple) ;
- Le développement de caractérisations thermiques et vibratoires de transmissions en fonction du type de défauts sur les différents composants.