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Responsable(s) Raynald Guilbault

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Raynald Guilbault


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC727 : Tribologie (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 30,0 % 70,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
S’initier à la science récente du contact des surfaces solides en mouvement relatif : frottement, usure et lubrification.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• d’établir et analyser les efforts de contact entre deux solides cylindriques ou sphériques;
• d’analyser les différents régimes de lubrification, calculer l’épaisseur de film d’huile et estimer les coefficients de friction;
• de choisir adéquatement le lubrifiant pour une application;
• de décider des modifications permettant de réduire l’usure des matériaux mis en contact.

Conditions statiques : théorie du contact de Hertz, étude des efforts de frottement en condition de contact non hertzien par approches numériques, déformation des corps, aire de contact, force de friction. Frottement et usure, coefficient de friction, environnement et condition du contact réel, nature des surfaces, rugosité, effet de la vitesse de glissement, échauffement, phénomènes d’abrasion et fatigue, adhésion. Lubrification : divers lubrifiants, lois de la mécanique des fluides, paliers lisses, paliers de butée et engrenages.

Séances de laboratoire portant sur l'analyse des contraintes de contact et sur la mesure des coefficients de frottement.



Objectifs du cours

L’objectif est d’introduire l’étudiant aux théories du contact des surfaces solides en mouvement relatif : frottement, usure et lubrification.  Il s’agira particulièrement :

  • de fournir à l’étudiant les connaissances nécessaires à l’analyse des conditions de contact entre deux ou trois solides.
  • de présenter à l’étudiant les phénomènes responsables de l’usure des éléments mécaniques.
  • de fournir à l’étudiant les notions de base de la lubrification de divers éléments mécaniques.

À la fin du cours, l’étudiant devrait être capable :

  • d’établir et analyser les efforts de contact entre deux solides cylindriques ou sphériques.
  • d’analyser les différents régimes de lubrification, calculer l’épaisseur de film d’huile et estimer les coefficients de friction.
  • de choisir adéquatement le lubrifiant pour une application.
  • de suggérer les modifications permettant de réduire l’usure des matériaux mis en contact.



Stratégies pédagogiques
  • Trois (3) heures de cours magistral par semaine;
  • Deux (2) heures de travaux pratiques par semaine;
  • Un (1) devoir en équipe de deux (2) étudiants.



Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 15:30 - 17:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Raynald Guilbault Activité de cours Raynald.Guilbault@etsmtl.ca A-2900



Cours
Chapitres Activités
1

Introduction et topographie des surfaces

Étude des paramètres statistiques utilisés dans la définition des surfaces : rugosité, asymétrie et aplatissement des distributions. Définition des aires de contact apparente et réelle. (durée 4h30)

2

Les lubrifiants

Définition des fonctions des divers types d’huiles minérales et synthétiques. Étude de leur composition. Définition des propriétés de base et de leurs interrelations. Présentation des méthodes de classification. (durée 4h)

3

La mécanique du contact hertzien

Étude du contact des surfaces cylindriques et sphériques : calcul des déplacements et contraintes. (durée 4h30)

4

Le frottement

Théorie de l’adhésion et forces engendrées par les déformations plastiques, coefficient de frottement, mécanisme de broutage, frottement de roulement. (durée 5h30)

5

L’usure

Prédiction de l’usure par adhésion et abrasion, définition des mécanismes impliqués.  Étude des débris d’usure. (durée 3h30)

6

La lubrification onctueuse

Étude des mécanismes impliqués : absorption physique, absorption chimique, réaction chimique.  Définition des régimes de lubrification à partir du paramètre du film L.  (durée 1h00)

7

La lubrification hydrostatique

Développement des équations de Navier-Stoke, équation de Reynolds.  Signification physique des termes de l’équation de Reynolds.  Paliers de butée hydrostatiques : pression, charge admissible, débit, rigidité, coefficient de frottement, pertes et accroissement de température. (durée 3h00)

8

La lubrification hydrodynamique

Paliers de butée hydrodynamiques et paliers lisses : pression, charge admissible, débit, rigidité, coefficient de frottement, pertes et accroissement de température.  Équation de Petroff pour les paliers lisses faiblement chargés. (durée 5h15)

9

La lubrification élasto-hydrodynamique

Trois phénomènes : espace convergent (équation de Reynolds), piézoviscosité (équation de Barus) et déformations élastiques des surfaces (équations du contact hertzien). (durée 5h00)

 




Laboratoires et travaux pratiques

Voir Calendrier dans la section "Autre".




Utilisation d'outils d'ingénierie

N/A




Évaluation

Activités

Descriptions

%

Laboratoires

Deux laboratoires en équipe de deux (10 % chacun) 

Laboratoire 1 Mécanique du contact (6 juin)

Laboratoire 2 Mesure des coefficients de frottement (4 juillet)

20

Devoir

Problèmes

Devoir en équipe de deux (remise le 29 juillet)

Préparation du cours sur les paliers lisses et problèmes faits en classe (22 juillet)

20

5

Intra

Un contrôle (20 juin)                        

25

Final

Examen final

30




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 20 juin 2019



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

--




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • Notes de cours (diapositives)



Ouvrages de références
  • Aucun



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

Calendrier prévu – MEC727 Groupe 01

Cours : Lundi de 08h30 à 12h00, local : B-3418

TP/Labo : Jeudi de 15h30 à 17h30, local : B-3418, A-1222, A-2170

 

 

Nombre de semaines

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

29 avril

Début des cours

MEC727-01

Cours 1

30 avril

 

1 mai

 

2 mai

 

3 mai

2.

6 mai

MEC727-01

Cours 2

7 mai

 

8 mai

 

9 mai

MEC727-01

TP 1

10 mai

 

3.

13 mai

MEC727-01

Cours 3

14 mai

 

15 mai

 

16 mai

MEC727-01

TP 2

17 mai

 

4.

20 mai

Journée des Patriotes

21 mai

Horaire du lundi

MEC727-01

Cours 4

22 mai

 

23 mai

MEC727-01

TP 3

24 mai

 

5.

27 mai

MEC727-01

Cours 5

28 mai

 

29 mai

 

30 mai

MEC727-01

TP 4  

31 mai

 

6.

3 juin

MEC727-01

Cours 6

4 juin

 

5 juin

 

6 juin

MEC727-01

TP 5 Laboratoire 1

7 juin

7.

10 juin

MEC727-01

Cours 7

11 juin

 

12 juin

 

13 juin

MEC727-01

TP 6

14 juin

 

8.

17 juin

MEC727-01

Cours 8

18 juin

 

19 juin

 

20 juin

MEC727-01

TP 7 Quiz #1

21 juin

 

9.

24 juin

Fête nationale du Québec

 

25 juin

 

26 juin

Horaire du lundi

MEC727-01

Cours 9

27 juin

MEC727-01

TP 8

28 juin

 

10.

1 juillet

Fête du Canada

 

2 juillet

 

3 juillet

 

4 juillet

MEC727-01

TP 9 Laboratoire 2

5 juillet

 

11.

8 juillet

MEC727-01

Cours 10

9 juillet

 

10 juillet

 

11 juillet

MEC727-01

TP 10

12 juillet

 

12.

15 juillet

MEC727-01

Cours 11

16 juillet

 

17 juillet

 

18 juillet

MEC727-01

TP 11

19 juillet

 

13.

22 juillet

MEC727-01

Cours 12

Paliers lisses

23 juillet

 

24 juillet

 

25 juillet

MEC727-01

TP 12

26 juillet

 

14.

29 juillet

MEC727-01

Cours 13

30 juillet

 

31 juillet

Fin des cours

1 août

Période d’examens finaux : 1 au 10 août 2019

15.