Le frottement solide

a marqué ce sujet comme résolu.

Bonjour à tous,

Je me présente je suis étudiant en physique (plutôt vers la fin), j'ai découvert ZdS en faisant un pèlerinage sur le Site du Zéro (dont j'étais un grand fan quand j'étais au college, mais le temps passe et les choses changent) et j'ai commencé la rédaction d'un tutoriel sur Le frottement solide.

L'objectif n'est pas de parler en détails du frottement solide mais juste de s’intéresser à un paradoxe apparent : l'indépendance de la force de frottement avec l'aire de contact ! L'idée est de faire découvrir sur un exemple pas forcément classique à quoi peut ressembler la physique. Bon dans l'intro je dis que c'est accessible à un niveau terminal mais je me suis probablement un peu emballé à ce niveau là…

J'aimerais obtenir un maximum de retour sur celui-ci, sur le fond ainsi que sur la forme, afin de proposer en validation un texte de qualité.

Si vous êtes intéressé, cliquez ci-dessous

Merci d'avance pour votre aide

+4 -0

Coucou,

Sujet intéressant !

Seule remarque en première lecture : introduit mieux tes notations. Tu donnes assez vite des formules, mais sans dire clairement ce que signifie chaque terme.

J'avoue ne pas avoir été très attentif, mais le plan m'a plu et le contenu me semble bon :).

Bonsoir,

Quelques commentaires, écrit pendant ma lecture :

Après le premier tableau, tu pourrais mentionner que la force pour garder un objet en mouvement est plus faible que la force nécessaire pour le mettre en mouvement.

Tu dis que c'est différents pour les pneus, et que les frottements dépendent de la surface de contact. Mais pourquoi ? En continuant à lire, c'est expliqué, mais tu pourrais y faire une référence.

En intro, tu dis que la rugosité n'a que peu d'effets sur $\mu$. C'est surprenant que le point de vue de Coulomb (sur $\mu_s$ certes) soit basé dessus. Dans la même partie, il est écrit Rs au lieu de Rn.

Je pense que la partie qui introduit les déformations élastiques devrait être dans un (mini)tuto à part, où ça pourrait être bien mieux expliqué qu'en quelques lignes ici. Si tu tiens à le garder ici, quelques schémas en plus me semblent essentiels.

Ce n'est pas évident que $\sigma = H$ car il y a une déformation plastique. Si je me rappelle correctement mes courbes strain/stress, il n'y a pas de plateau. Ça ressemble plus à ça. Dans la même partie, tu demandes d'admettre que la force de frottement est proportionnelle à l'aire réelle de contact. C'est le contraire de ce que tu as prouvé avec le modèle de Coulomb.

Dans la partie sur le contact de Hertz, la force s'appelle maintenant F, contre R auparavant si je ne me trompe pas.

Le lien vers le théorème de la limite centrale ne semble pas fonctionner.

Merci bien pour ta relecture et pour tes commentaires !

Après le premier tableau, tu pourrais mentionner que la force pour garder un objet en mouvement est plus faible que la force nécessaire pour le mettre en mouvement.

Oui j'ai dit que $\mu_{s}>\mu$ mais ça vaut le coup de rappeler ce que ça implique en terme de forces.

Tu dis que c'est différents pour les pneus, et que les frottements dépendent de la surface de contact. Mais pourquoi ? En continuant à lire, c'est expliqué, mais tu pourrais y faire une référence.

C'est vrai, ça mange pas de pain

En intro, tu dis que la rugosité n'a que peu d'effets sur $\mu$. C'est surprenant que le point de vue de Coulomb (sur $\mu_s$ certes) soit basé dessus. Dans la même partie, il est écrit Rs au lieu de Rn.

Je pense que Coulomb ne savait pas la rugosité avait peu d'effet, ce n'est pas forcément très facile à mesurer. Il a eu le mérite de sentir que les surfaces n'étaient pas parfaitement planes. Finalement il ne fait que changer d'échelle et il continue de supposer que les contacts sont ponctuels alors que l'on voit ensuite qu'il faut introduire de nouveaux concepts pour comprendre ce qu'il se passe. Je devrais plus insister sur le fait que ce modèle est vraiment faux. Si j'en parle c'est plus pour le coté historique et la démarche de physicien de Coulomb de proposer un modèle pour expliquer quelque chose qui ne semble pas intuitif.

Je pense que la partie qui introduit les déformations élastiques devrait être dans un (mini)tuto à part, où ça pourrait être bien mieux expliqué qu'en quelques lignes ici. Si tu tiens à le garder ici, quelques schémas en plus me semblent essentiels.

Je pense pas faire de tuto là dessus mais c'est vrai que je devrais ajouter des figures.

Ce n'est pas évident que $\sigma = H$ car il y a une déformation plastique. Si je me rappelle correctement mes courbes strain/stress, il n'y a pas de plateau. Ça ressemble plus à ça.

Oui, je vois ce que tu veux dire mais ça fait partie des approximations du modèle de Tabor et Bowden (qui est assez grossier faut avouer). En première approximation (à l'ordre 0 et même à l'ordre 1 au niveau du Yield Stress sur ta figure), c'est pas déraisonnable de modéliser le comportement du solide par une droite de pente $E$ puis par un plateau. En vrai c'est pas exactement un plateau alors l'aire de contact n'est pas exactement proportionnelle à la force normale pour de grandes gammes de forces normales . Mais on comprend quand même pourquoi les lois de Coulomb semblent vérifiées (d'un autre coté on montre dans la partie suivante que même si localement la relation est pas linéaire, la distribution de plein d'aspérités peut permettre de retrouver la linéarité, mais c'était pas connu à l'époque de Tabor).

Edit: un lien (http://malsain.org/~joss/surfaces/node47.html#SECTION03312200000000000000) où ils montrent la courbe $\sigma(\epsilon)$ "réelle" et l'approximation. Juste après ils parlent du modèle de Tabor.

Dans la même partie, tu demandes d'admettre que la force de frottement est proportionnelle à l'aire réelle de contact. C'est le contraire de ce que tu as prouvé avec le modèle de Coulomb.

Comme je l'ai dit précédemment, le modèle de Coulomb est faux. Lui n'avait probablement aucune idée de la distinction entre aire apparente et aire réelle de contact.

Dans la partie sur le contact de Hertz, la force s'appelle maintenant F, contre R auparavant si je ne me trompe pas.

En effet, il faudrait que je change les autres notations parce que $R$ c'est déjà le rayon de la sphère !

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Salut !

Est-ce que tu penses terminer un jour ce tuto ? À mon avis, il s’agit d’un bon début, avec pas mal d’infos intéressantes.

Si tu souhaites te remettre à la rédaction et que tu as besoin de conseils ou de relecture, n’hésite pas à demander.

À bientôt !

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Salut !

Je m’autocopie, car ma question est toujours d’actualité.

Est-ce que tu penses terminer un jour ce tuto ? À mon avis, il s’agit d’un bon début, avec pas mal d’infos intéressantes.

Si tu souhaites te remettre à la rédaction et que tu as besoin de conseils ou de relecture, n’hésite pas. Que ce soit en mettant à jour la bêta, par MP à l’équipe de validation (moi par exemple), ou sur ce sujet, tout marche !

À bientôt !

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Bonjour les agrumes !

La bêta a été mise à jour et décante sa pulpe à l’adresse suivante :

Comme l’avait fait remarquer Rockaround, la partie sur les déformations élastiques et plastiques était un peu trop compliquée pour être insérée au milieu du tuto. J’ai coupé dans ce morceau là et j’ai abandonné les déformations plastiques. J’ai gardé que le modèle de Greenwood et Williamson parceque c’est le plus beau je trouve.

Merci d’avance pour vos commentaires !

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