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Concept
Mécanique des contacts
Résumé
La mécanique des contacts traite des calculs impliquant des corps élastiques, visco-élastiques ou plastiques lors de contacts statiques ou dynamiques.
La mécanique des contacts est l’un des fondements de l’ingénierie mécanique et est indispensable pour la conception de projets sûrs et énergiquement efficaces.
Elle peut être appliquée dans différents domaines tel que le contact roue-rail, les embrayages, les freins, les pneumatiques, les paliers et roulements, les moteurs à combustion, les liaisons mécaniques, les joints, les machines de production, le soudage par ultrasons, les contacts électriques et bien d'autres. Les applications vont de l’analyse des efforts au sein d’éléments de contact et de liaison jusqu'à l'influence de la lubrification et de la géométrie sur l'usure et les frottements d'un système en passant par l'étude de systèmes nano- et microscopiques.
La mécanique des contacts est avant tout liée à Heinrich Hertz. En 1882 Hertz résout le problème impliquant un contact entre deux corps élastiques avec des surfaces courbes (voir l’article sur le contact de Hertz). Ce résultat constitue encore aujourd’hui une des bases de la mécanique des contacts. Des travaux plus précoces concernant ce thème se réfèrent à J.V. Boussinesq ainsi qu’à V. Cerruti.
Ce n’est qu’environ cent ans plus tard, en 1971, que Johnson, Kendall, et Roberts trouveront une solution similaire pour le cas des contacts adhésifs (la théorie JKR).
Des progrès dans le domaine de la mécanique des contacts dans le milieu du peuvent être attribuées aux noms de Bowden et Tabor. Ils ont en effet découvert que, du fait de la rugosité, la surface de contact réelle est en fait beaucoup plus petite que celle observée à l’œil nu. Cette découverte a modifié la direction de nombreuses études de tribologie de l'époque. Leurs travaux contribuèrent à de nombreuses théories sur les contacts entre les surfaces rugueuses.
On peut aussi citer dans les pionniers de ce domaine les travaux d’Archard (1957), qui a démontré qu'également dans les contacts entre des surfaces flexibles et rugueuses, la surface de contact est à peu près proportionnelle à la force normale.
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