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Étude des méthodes de calcul des pressions de contact dans les roulements à pistes intégrées des boîtes de transmission aéronautiques

Abstract - Study of methodologies for contact pressure calculation in integrated raceways bearings for aeronautical gearbox. More and more designers use advanced calculation methodologies for the optimisation of mechanical part performance. This is even truer in the aeronautic industry, where the power weight ratio must be as low as possible. Some CAD softwares (CATIA, SOLIDWORKS, PRO ENGINEER, etc.) provide the possibility to do complex computation. However these kinds of tools aren't currently able to easily estimate the contact pressure between two parts. This paper deals with the various methodologies usable in a CAD environment for the calculation of contact pressures in integrated raceways bearings for aeronautic gearbox. These methodologies may be analytical (Hertz theory), numerical (F.E.M.) or hybrid. They are analyzed and compared according to their precision, calculation time and readiness to be integrated in the industrial design process. An optimum contact pressure calculation methodology will be presented based upon the results of this analysis.

Résumé - De plus en plus, les concepteurs utilisent des méthodes avancées de calcul, pour optimiser les performances des systèmes mécaniques. Ce constat est d'autant plus vrai dans le milieu aéronautique où le rapport poids puissance doit être le plus faible possible. Certains logiciels de CAO (CATIA, SOLIDWORKS, PRO ENGINEER, etc.) offrent la possibilité d'effectuer des calculs de dimensionnement. Néanmoins, ce type d'outil ne permet pas, à ce jour, d'estimer facilement les pressions de contact entre deux pièces. Cet article présente les différentes méthodologies utilisables dans un environnement CAO pour le calcul des pressions de contact dans les roulements à pistes intégrées de boîte de transmission aéronautique. Ces méthodologies sont analytiques (théorie de Hertz), numériques (éléments-finis) ou hybrides. Ces différentes approches sont analysées et comparées suivant les critères de précision, de temps de calcul et de leurs aptitudes à s'intégrer dans un processus de conception industriel. À partir de cette analyse, il sera proposé une méthodologie de calcul des pressions de contact.