Améliorer les performances des roulements
L’analyse fonctionnelle du roulement dans son environnement intègre de multiples critères. Le choix du couple acier traitement thermique ou thermochimique va découler de cette analyse. L’objectif est d’obtenir la performance demandée par le client en optimisant au maximum les phases de conception, le procédé de fabrication et les achats. L’exemple de la croissance des roulements de roue automobile de génération 3 montre l’apport de la simulation pour optimiser le cycle de traitement par induction sans avoir recours à de multiples essais. La simulation permet entre autres d’optimiser les paramètres process pour obtenir la bonne microstructure, de prévoir et minimiser les déformations et d’éviter les tapures au refroidissement.
figure 1 : Critères de choix d’un matériau.
figure 2 : Paramètres influençant la durée de vie du roulement.
figure 3 : Courbe de Wöhler pour différentes applications
figure 4 : Contraintes de Hertz sous un contact
figure 5 : Essai de fatigue de contact FB2
figure 6 : Roulement de roue Gen3.
figure 7 : Microstructures après traitement localisé par induction. a) présence de constituants intermédiaires - perlite fine → mauvais refroidissement b) présence de plages de ferrite non dissoutes → mauvaise austénitisation c) contrôle de la taille des aiguilles de martensite d) contrôle de la profondeur de traitement
figure 8 : Simulation lors du refroidissement après chauffage local par induction. a) influence de la prise en charge sur les déformations de la bride. b) développement de la transformation martensitique à un moment du refroidissement. c) outillage de trempe après chauffage par induction. d) Tapure de trempe.
figure 9 : Exemple de roulement aéronautique avec corps roulant céramique.
figure 10 : Champ de contrainte sous bille en Si3N4.
figure 11 : a)Exemple de profil de dureté et de contrainte résiduelle (a) ainsi que de microstructure (b) sur un acier M50.
figure 12 : Comparaison en fatigue de roulement de différentes solutions.
figure 13 : a) Roulement de palier moteur avec fonction structurante. b) Profils de dureté. c) Profils de contraintes résiduelles.
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