Analyse et simulation thermomécanique de l’endommagent des disques de frein du TGV

Analysis and thermomechanical modelling of damage of the TGV brake discs

Résumé

Le projet PREDIT CRISFIS (financé par l’ADEME) consiste à étudier conjointement les aspects crissement et fissuration des freins à disques haute puissance pour le ferroviaire. Dans cet article, les avancées concernant la partie fissuration sont abordées. Une démarche expérimentale et de modélisation est adoptée dans le but de mieux comprendre la fissuration des disques. Des essais de freinage réalisés sur banc d’essai industriel à l’échelle 1 sont présentés. Dans un premier temps, l’influence du type de garniture sur le chargement thermique vu par le disque est étudiée au moyen d’une caméra de thermographie infrarouge et de thermocouples implantés dans les garnitures et dans le disque de frein. Dans un deuxième temps, les chargements thermiques extraits des films thermographiques sont utilisés comme données d’entrée pour des calculs thermomécaniques. Enfin, les résultats des modélisations et des essais sont corrélés aux endommagements observés sur les disques.

Abstract

An experimental and modelling approach has been applied to study the mechanism of railway disc cracking. Braking tests on a full size pilot bench are reported. The effect of the pad type on thermal loading, the disc is submitted to, has been assessed by infrared thermography and thermocouples implanted in the brake discs and pads. Thermal loadings recorded by thermography have been used for thermomechanical modelling. Eventually, results of tests and models are correlated to the actual damage observed on discs.