Le contact de roulement est un phénomène mécanique impliquant des corps roulants comme des roues ou des roulements qui entrent en contact les uns avec les autres, ou des surfaces comme des routes. Au point de rencontre, la vitesse relative est nulle. Cela sous-tend un large éventail de processus mécaniques, des engrenages dentés utilisés dans les voitures aux bandes transporteuses. Les chercheurs étudient la physique derrière le contact roulant car il fournit des informations importantes sur comment et quand les roulements tombent en panne. C’est un type particulier d’usure mécanique.
Dans un exemple simple, deux roulements peuvent rouler l’un contre l’autre pour permettre à une articulation de s’articuler et de se déplacer. En changeant de position, ils entrent en contact roulant. Ce point peut avoir une vitesse relative nulle, mais la contrainte peut être très élevée, car la force y est concentrée. Par conséquent, la fatigue de contact de roulement a tendance à se développer sur les surfaces des roulements. Ils peuvent développer des fissures, des piqûres et d’autres problèmes, selon la quantité de contrainte impliquée dans l’articulation.
Le niveau de friction présent dans les joints roulants peut dépendre de leur conception, de la façon dont ils sont utilisés et des lubrifiants qui peuvent être ajoutés pour lisser leur mouvement. La faible friction permet à une articulation de se déplacer de manière plus fluide et fonctionnelle, et peut réduire la tension sur les composants. Cela peut également provoquer une glissance, ce qui peut nécessiter un compromis. Avec les voitures, par exemple, une certaine friction est nécessaire pour aider les roues à adhérer à la route, alors qu’une friction trop importante ralentirait la voiture et la rendrait difficile à manier.
La recherche sur les joints de contact roulants examine les types de conditions qui doivent être présentes pour que des composants ou des joints entiers tombent en panne. Une pression élevée et une friction élevée ont tendance à augmenter le taux de défaillance, tout comme les conditions difficiles. Les tempêtes de poussière, par exemple, peuvent entraîner des gravillons dans les joints, ce qui accélère l’usure des roulements. Cette recherche aide les ingénieurs à déterminer comment concevoir des roulements plus efficacement pour créer des joints solides et fiables avec des besoins d’entretien minimaux.
Les formes de contact roulant sont utilisées parmi les populations humaines depuis très longtemps. L’une des premières formes de roulement était le rouleau à bûches, qui permettait aux gens de déplacer des objets massifs en les poussant le long de rangées de bûches. Les gens disposaient des bûches, posaient des objets dessus et les poussaient. Alors que les bûches tournaient sous les objets, ils les forçaient à avancer sur des bûches à l’avant du groupe. Finalement, des bûches individuelles sortiraient du dessous et pourraient être recyclées en étant à nouveau placées à l’avant de la baie.