Modélisation des actions de contact
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Il n'y a que deux manières d'appliquer des efforts mécaniques sur un objet ou un système matériel : à distance (poids et plus généralement forces de gravitation, actions magnétiques, électrostatiques...) et par contact avec d'autres objets ou systèmes matériels. Lorsque l'on fait l'inventaire des efforts appliqués sur un système, il faut donc répondre complètement et exactement à deux questions :
- par quoi ce système est-il attiré ou repoussé ?
- à quoi ce système touche-t-il ?
Par le terme actions de contact, on désigne l'ensemble des efforts, forces et moments, appliqués par contact sur un système mécanique. La plupart du temps, la répartition de ces efforts est très complexe et il est difficile, voire impossible de la modéliser autrement que par des voies statistiques. Par exemple, le comportement global d'un pneumatique sur une chaussée peut être étudié sans trop de problème, mais pas le contact, à l'instant « t », entre les sculptures de ce pneumatique et les aspérités du revêtement. Pour être efficace, il faut parfois renoncer à tout connaître. Reste à déterminer les limites de l'étude...
Le mouvement relatif général de deux surfaces en contact peut être considéré comme résultant de la combinaison de trois mouvements élémentaires : le glissement, le pivotement et le roulement. Ces trois mouvements sont empêchés ou freinés par l'adhérence et/ou le frottement.
Il est bien rare qu'une machine puisse fonctionner sans que l'on ait tenu compte des résistances passives. L'ingénieur doit donc :
- les mettre à profit pour garantir le contact d'une roue sur le sol, l'efficacité d'un frein ou d'en embrayage, la tenue d'un assemblage boulonné,
- ou les combattre, afin d'améliorer les rendements mécaniques, d'économiser l'énergie, d'obtenir de meilleures performances...
Dans les deux cas, il doit être capable de définir les phénomènes susceptibles de survenir et de les quantifier, ce qui suppose qu'il puisse créer des modèles aussi proches que possible de la réalité.
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