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1 – FROTTEMENT / ADHERENCE entre solides

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

FROTTEMENT ENTRE SOLIDES, RESISTANCE AU MOUVEMENT. Glissement roulement

Réf. savoir C 114 Chaîne

d'énergie Taxonomie

3 Thème :

E13/E14 C.I.

6

Compétence(s) accessible(s) :

- Isoler un solide ou un ensemble de solides et justifier l’isolement proposé ; - Déterminer les actions mécaniques transmises,

Situation par rapport à la chaîne fonctionnelle :

1 – FROTTEMENT / ADHERENCE entre solides Cas du contact PARFAIT

Une liaison parfaite est une liaison dans laquelle le jeu entre les surfaces en contact

est NUL et dans laquelle le frottement et l'adhérence sont négligés. A0/1

0 1

A Dans le cas d'un contact parfait, la force exercée par le solide 0

sur le solide 1, est normale au Plan Tangent Commun (P.T.C.).

Cas du contact REEL

Dans certains problèmes de statique, le modèle théorique de liaison parfaite n'est pas applicable à la réalité.

Dans ces cas là, on devra tenir compte du phénomène physique de l'adhérence (ou frottement).

nr

φ 1

0 θ = φ

A0/1

Tendance au mouvement de 1/0

Exemple: Le véhicule 1 est en équilibre sur un plan incliné 0.

Définition :

1-1 ADHERENCE : Pas de mouvement

On appelle frottement ou adhérence la résistance mécanique au glissement relatif entre 2 solides en contact.

Si l'on continue à augmenter l'angle d'inclinaison du plan incliné 0, la force s'incline pour résister au mouvement jusqu'à un angle limite θ = φ, au delà duquel il ne pourra plus y avoir équilibre,

1-1 FROTTEMENT : Mouvement

Synthèse C 114 Liens utiles : Page 1 / 2

On appelle angle de frottement ou d'adhérence, la valeur limite de l'angle d'inclinaison de la force de contact au delà de laquelle l'équilibre sera rompu.

Lorsque la force est inclinée de l'angle φ, on est dans le cas de l'équilibre «limite» ou « strict »,

On parle de contact avec adhérence.

nr

θ P

θ A0/1

0

Glissement de 1 / 0

Dans le cas du contact réel, la force de contact n'est plus normale au P.T.C., mais s'incline par rapport à celui-ci d'un angle θ, du coté opposé à la tendance au mouvement.

G 1 B0/1

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Synthèse C 114 Liens utiles : Page 2 / 2

FROTTEMENT ENTRE SOLIDES, RESISTANCE AU MOUVEMENT. Glissement roulement

Réf. savoir C 114 Chaîne

d'énergie Taxonomie

3 Thème :

E13/E14 C.I.

6

Coefficient de frottement

Le coefficient de frottement f se définit par la relation

Le coefficient de frottement f dépend : - des matériaux en contact,

- de l'état des surfaces en contact (rugosité), - de la présence ou non de lubrifiant

Exemples de valeurs de coefficients de frottement :

Cône de frottement / d’adhérence

De façon à définir la limite dans laquelle doit se trouver la force de contact pour qu'Il y ait adhérence, on trace le cône de frottement de demi-angle au sommet φ.

L'axe du cône de frottement est porté par la normale nr au P.T.C.

2 – Résistance au ROULEMENT entre solides

Lors du roulement, l’élément roulant déforme la surface sur laquelle il roule. L'action de contact prend donc l'orientation que montre la figure.

Le coefficient de roulement est donné par une distance δ entre la position théorique et réelle du point de contact A.

La résistance au roulement est la

composante tangentielle de l'action de contact

A

0/1 En admettant δ très faible, on peut écrire OA = R. Donc :

Exemples:

Matériaux en contact

Acier / acier (surface polie) 0,2

Acier / bronze lubrifié 0,07

Pneu / chaussée sèche 0,6

Pneu / chaussée verglacée 0,1

Adhérence Adhérence

«limite» ou « strict »

Frottement Pas de mouvement Mouvement

La force est à l’INTERIEUR

du cône La force est SUR le cône La force est SUR le cône φ

1 A0/1

θ < φ

nr

0

Matériaux en contact δ (mm) Acier /acier 0,5 à 1 . 10-3

Pneu /chaussée 0,5 à 2

0 1

nr

θ = φ A0/1

φ

A 1

0 nr

θ > φ A0/1

φ

A

VA1/0

T

N

δ(mm) A0/1

R 0

A

A0/1

0 VO1/0

A

Résistance au roulement :

R T = δ N

f = tan φ

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