Contribution à l’étude de la lubrification micropolaire : Applications aux paliers hydrostatiques

Abstract

Des recherches expérimentales ont démontré que dans des conditions de fonctionnement standard, l'huile lubrifiante utilisée pour la lubrification des paliers est contaminée par des particules et des saletés de métaux en suspension et par conséquent, commence à présenter des comportements non newtoniens. Pour cette raison la théorie classique du liquide newtonien s'avère inexacte. Par exemple, la théorie classique ne peut pas décrire le mouvement des fluides contenant des microstructures. Ce problème de lubrification nécessite plutôt l'application de la théorie des fluides micropolaires. Le modèle micropolaire peut être utilisé avec succès dans les problèmes de lubrification des paliers, car le jeu des paliers sont de l'ordre de la taille moléculaire moyenne d'un lubrifiant non newtonien. Une étude numérique est présentée dans cette thèse afin d’étudier les effets des paramètres caractéristiques d’un fluide micropolaire ainsi que l’influence du rapport de pression sur la réponse d’un palier hydrostatique utilisé comme ‘hydrostatic squeeze film damper’ composé de quatre patins hydrostatiques, alimentés par un fluide micropolaire à travers des résistances hydrauliques de type capillaire. Pour déterminer la distribution de pression dans les quatre patins du palier hydrostatique, l'équation de Reynolds modifiée est développée dans sa forme de différence finie et résolue par la méthode de Gauss Seidel. Les résultats numériques ont montré que le palier fonctionnant avec un lubrifiant micropolaire montre une augmentation dans la pression d’alvéole. Ces résultats suggèrent que l'influence de l'effet micropolaire sur les performances du palier est principalement affectée par le rapport de pression. Par conséquent, l'opérateur du palier doit choisir judicieusement une valeur de rapport de pression appropriée afin d'obtenir une amélioration de performance du palier. Le calcul de l'amplitude de vibration et de l'amplitude des forces transmises du rotor rigide a également été présenté en résolvant les équations du mouvement du rotor en utilisant une méthode linéaire. Il a été observé qu'un rotor rigide fonctionnant avec un lubrifiant micropolaire montre une augmentation de la valeur des forces transmises à des vitesses élevées et une réduction de la valeur de la réponse vibratoire à vitesse critique par rapport à un rotor rigide similaire fonctionnant avec un lubrifiant newtonien.