Dynamic behavior of a homogenized composite under contact with friction loading

This work is devoted to the numerical study of a composite under dynamic contact with friction loading, known as tribological loading. A dynamic explicit finite element model is used and Lagrange multipliers allow determining the local forces due to contact and friction. The convergence of numerical contact with friction models, achieved by using a regularized Coulomb friction law, is presented first. This study also shows the equivalence between the results obtained with heterogeneous and homogeneous materials under dynamical tribological loading. The homogeneous models are built by calling on classical homogenization theory because the main wavelength of the loading is much higher than that of the heterogeneities and the contrast between elastic properties is low. To cite this article: G. Peillex et al., C. R. Mecanique 335 (2007).

RésuméCe travail est dédié à l'étude numérique d'un composite sous sollicitations dynamiques de contact frottant appelées sollicitations tribologiques dynamiques. Un modèle éléments finis en dynamique explicite est utilisé et l'usage de multiplicateurs de Lagrange permet la détermination des forces dues au contact avec frottement. Dans un premier temps l'utilisation d'une loi de Coulomb régularisée permet de valider la convergence des modèles numériques de contact frottant en dynamique. Cette étude montre aussi l'équivalence des résultats de dynamique du contact obtenus entre des modèles hétérogènes et homogènes. Le comportement de ces derniers est calculé par la théorie classique de l'homogénéisation sous réserve que les longueurs d'ondes des modes excités lors du chargement soient largement plus grandes que la taille des hétérogénéités et que le contraste des propriétés élastiques des matériaux constituant le composite ne soit pas trop élevé. Pour citer cet article : G. Peillex et al., C. R. Mecanique 335 (2007).