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Quelle est la différence entre coefficients d'adhérence et de frottement des matériaux ? Exemples des aciers, bronzes, cuivres, aluminums ...

Les facteurs de frottement et d'adhérence (on dit aussi coefficients de frottement et d'adhérence) sont définis comme le rapport entre le module de la force normale d'appui et la force de frottement. Elle dépend de plusieurs paramètres et conditions.

 

Le frottement et ses types. Le frottement et ses types. Frottement statique ou dynamique. Glissement par rapport au roulement. Limitation des frottements. Coefficient de frottement. Une force agissant dans le sens opposé au mouvement du corps est appelée force de frottement ou simplement frottement. Il est de deux types 1. frottement statique ; et 2. Frottement dynamique. La friction, ressentie par un corps, au repos, est appelée friction statique. Le frottement subi par un corps en mouvement est appelé frottement dynamique. On l'appelle aussi frottement cinétique. Il est de deux types : a) Glissement ; et b) Frottement de roulement. Le frottement subi par un corps lorsqu'il glisse sur un autre corps est connu comme un frottement de glissement. Le frottement subi par un corps, lorsque des billes ou des rouleaux sont interposés entre les deux surfaces, est appelé frottement de roulement. Limitation du frottement : La valeur maximale de la force de frottement, qui entre en jeu, lorsqu'un corps vient de commencer à glisser sur la surface de l'autre corps, est connue sous le nom de friction limitanteLe frottement et ses types. Le frottement et ses types. Frottement statique ou dynamique. Glissement par rapport au roulement. Limitation des frottements. Coefficient de frottement. Une force agissant dans le sens opposé au mouvement du corps est appelée force de frottement ou simplement frottement. Il est de deux types 1. frottement statique ; et 2. Frottement dynamique. La friction, ressentie par un corps, au repos, est appelée friction statique. Le frottement subi par un corps en mouvement est appelé frottement dynamique. On l'appelle aussi frottement cinétique. Il est de deux types : a) Glissement ; et b) Frottement de roulement. Le frottement subi par un corps lorsqu'il glisse sur un autre corps est connu comme un frottement de glissement. Le frottement subi par un corps, lorsque des billes ou des rouleaux sont interposés entre les deux surfaces, est appelé frottement de roulement. Limitation du frottement : La valeur maximale de la force de frottement, qui entre en jeu, lorsqu'un corps vient de commencer à glisser sur la surface de l'autre corps, est connue sous le nom de friction limitante

friction adherence

Quels sont les types des frottements ?

Une force agissant contre le sens de déplacement ou de mouvement d'un corps est appelée force de frottement (ou de friction) ou simplement frottement (ou friction). Elle est de deux types :

  1. frottement statique ou d'adhérence
  2. frottement dynamique.

La friction, subie par un corps, au repos, est appelée friction statique ou d'adhérence. Le frottement subi par un corps en mouvement est appelé frottement dynamique. On l'appelle aussi frottement cinétique. Il est de deux types :

  1. Glissement
  2. Frottement de roulement.

Le frottement subi par un corps lorsqu'il glisse sur un autre corps est connu comme un frottement de glissement. Le frottement subi par un corps, lorsque des billes ou des rouleaux sont interposés entre les deux surfaces, est appelé frottement de roulement.

Limitation du frottement

La valeur maximale de la force de frottement, qui entre en jeu, lorsqu'un corps vient de commencer à glisser sur la surface de l'autre corps, est connue sous le nom de friction limitante

Lois de la friction statique ou d'adhérence :

La force d’adhérence est la force qu’il faut surmonter par une autre plus grande, pour pouvoir déplacer un corps en contact avec un deuxième. La force d’adhérence est une force de réaction (revoir le principe de l'action et de la réaction). Sur les systèmes statiquement résolvables, on peut la déterminer à partir des conditions d’équilibre (le principe fondamental de la statique).

Voici les lois de la friction statique :

  1. La force de friction agit toujours dans une direction opposée à celle dans laquelle le corps a tendance à se déplacer.
  2. L'amplitude de la force de friction est exactement égale à la force, qui tend le corps à se déplacer.
  3. L'amplitude de la friction limite est proportionnelle à la réaction normale entre les deux surfaces.
  4. La force de friction est indépendante de la zone de contact entre les deux surfaces.
  5. La force de friction dépend de la rugosité des surfaces.

Lois de la friction dynamique ou cinétique

On est en présence d’un frottement de glissement lors-qu'on a un déplacement ou mouvement relatifs entre les corps en contact. Ce qui produit la force de frottement entre les deux. Plus les surfaces de contacts sont rugueuses, et que la compression de l’un contre l’autre est forte, plus la valeur est d’autant plus élevée. La force de glissement est une force physique et est proportionnelle à la force normale FN.

Voici les lois de la friction dynamique ou cinétique :

  1. La force de friction agit toujours dans une direction opposée à celle dans laquelle le corps a tendance à bouger.
  2. L'amplitude de la friction cinétique est proportionnelle à la réaction normale entre les deux surfaces.
  3. Pour les vitesses modérées, la force de friction reste constante. Mais il diminue légèrement avec l'augmentation de la vitesse.

Coefficient de friction des matériaux connus

Il est définie comme le rapport entre la friction limite (F) et la réaction normale (RN) entre les deux corps. Elle est généralement désignée par l'expression "µ".

Mathématiquement µ = FS/FA

Le coefficient de frottement, dépend de certains paramètres. Pour deux matériaux donnés, il peut varier dans d'énormes proportions selon la vitesse de glissement, la température, la lubrification, ...

Généralement le coefficient d'adhérence est plus important que le coefficient de frottement.

Le tableau ci-dessous rassemble des informations de divers conditions.

Attention donc à la validité de ces valeurs qui peuvent être plus ou moins précises.

 

Matériaux 1

Matériaux 2 Type de contact Coefficient de frottement Facteur d'adhérence
Acier Acier - 0,1 0,2
Acier Acier graisse 0,05 0,1
Acier trempé Acier trempé huile 0,1 / 0,07 0,11
Acier trempé Acier trempé huile sous pression 0,05 0,11
Acier XC35 / C35 eau 0,25 .
XC35 / C35 XC35 / C35 huile 0,09 .
Acier 16NC6 Acier eau 0,065 .
Acier cémenté fonte trempée - 0,15 .
Acier cémenté fonte trempée lubrifié 0,08 .
Acier fonte lubrifié 0,08 / 0,05 0,08
Acier fonte - 0,1 0,12
Acier Z30C13 Fonte grise alliée huile 0,23
Acier 16NC6 AU4G eau 0,45 .
Acier 16NC6 AU4G vaseline 0,075 .
Acier trempé Bronze trempé - 0,25 /0,15 0,2
Acier trempé Bronze trempé lubrifié 0,12 0,2
Acier trempé Bronze trempé huile sous pression 0,05 0,11 / 0,12
Acier 16NC6 CuSn12Zn1P eau/vaseline 0,17 .
Acier inoxydable chromé Aluminium - 0,4 .
Acier inoxydable chromé Aluminium lubrifié 0,1 .
Acier Cuivre étamé - 0,12 .
Acier Cuivre étamé lubrifié 0,09 .
Acier Métal Fritté - 0,1/0,12 .
Acier Métal Fritté lubrifié 0,03/0,06 .
Acier Ferrodo - 0,25/0,35 .
Acier Graphite lubrifié 0,09 .
Acier graphité Téflon - 0,1 .
Acier graphité Téflon (PTFE) lubrifié 0,05/0,08 .
Acier Téflon (PTFE) - 0,1 0,15
Acier inoxydable Téflon graphité eau 0,06 .
Acier Palier PTFE - 0,02/0,08 .
Acier Palier PTFE lubrifié 0,003! /0,05 .
Acier Polyéthylène - 0,3/0,8 .
Acier Nylon - 0,15 0,2
Acier Nylon eau 0,5 .
Acier Nylon huile 0,1 0,15
Acier Acétal huile 0,2 .
Acier Polyamide 6.6 huile 0,12 .
Fonte grise alliée Fonte GS rectifiée huile 0,13 .
Fonte grise alliée Fonte blanche huile 0,11 .
Fonte Bronze - 0,21 0,43
Fonte Caoutchouc - 0,20 0,80
Fonte polie Cuir - 0,10 0,43
Fonte polie Cuir gras 0,20 0,43
Fonte polie Corde neuve - 0,075 0,79
Bronze Bronze - 0,20 0,43
Caoutchouc Fonte polie - 0,20 0,80
Caoutchouc Sol moyen - 0,65 0,80
Caoutchouc Sol moyen humide 0,30 0,80
Caoutchouc Sol moyen boueux 0,10 0,80
Caoutchouc Sol moyen très mouillé 0,25 0,80
Pneu Route - 0,5/0,6 .
Pneu Route mouillé 0,3/0,5 .
Pneu Asphalte à 25km/h - 0,02/0,03 .
Roues en fer Asphalte bon état - 0,010 .
Roues en fer Dalles en pierre - 0,006 .
Roues en fer Rail sec - 0,35 .
Roues en fer Pavé bois - 0,018 .
Roues en fer Pavé pierre - 0,02 .
Roues en fer Pavé pierre mauvaise état - 0,033 .
Roues en fer Route empierré bon état - 0,023 .
Roues en fer Route empierré avec poussière - 0,028 .
Roues en fer Route empierré défoncée, boue - 0,035 .
Roues en fer Chemin terre bon état - 0,08 .
Roues en fer Chemin terre mauvais état - 0,16 .
Roues en fer sable - 0,15 /0,30 .
Chêne Chêne - 0,34 0,54
Chêne Chêne savonné 0,16 0,44
Chêne Chêne humide 0,25 0,71
Chêne Corde neuve - 0,52 0,80
Chêne Cuir - 0,33 0,43
Chêne(sens des fibres) Fer humide 0,26 0,65
Billes Plan - 0,05 .
Galets Plan - 0,005 .
Roulements rail - 0,003 .
Douilles à billes Axes - 0,002 .


Sources:
Formulaire technique de Mécanique Générale par Jacques Muller
Systèmes mécaniques - Théorie et dimensionnement / DUNOD
Construction mécanique - 1ére et Terminale / DUNOD
Précis de construction mécanique - Tome 3 / AFNOR-NATHAN

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