19 ème Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 Étude statique des paliers aérodynamiques radiaux à structure en feuille H. Bensouilah Department of Mechanical Engineering, University of Guelma, BP 401 Email: hamzabensouilah@yahoo.fr Résumé : Les paliers à air ont reçu dans ces dernières décennies une attention considérable et trouvent des applications de plus en plus nombreuses dans le cas des vitesses élevées, de faibles charges et une grande précision sont nécessaires. La lubrification à l'aide d'un gaz permet de limiter la puissance dissipée par frottement fluide. En effet, la viscosité dynamique de l'air est environ 100 fois plus faible qu'une huile peu visqueuse. La surface déformable d’un palier radial est constituée de deux parties, une feuille supérieure lisse qui fournit la surface du palier et une feuille ondulée flexible (bump) découpée en bandes dans le sens axial qui fournit un support déformable à cette surface Figure 1. Le but de la feuille est d’accommoder le champ de pression aérodynamique à l’intérieur du palier avec un jeu radial plus grand que celui que l’on aurait avec un palier lisse (rigide). Ils offrent un meilleur amortissement que les paliers rigides du fait des frottements de Coulomb feuille supérieure/bumps et bumps/stator. Cet amortissement supérieur leur permet une meilleure stabilité aux vitesses critiques. De plus la déformabilité des paliers à feuilles les rend plus tolérants vis-à-vis des défauts d’alignement ainsi que des dilatations thermiques. Le matériau le plus souvent utilisé pour les feuilles est l’Inconel X-750. On trouve également l’Inconel 713LC et le 718 pour le rotor [1]. L'objectif de ce présent travail est la détermination du champ de pression dans les paliers à feuille par la résolution de l'équation de Reynolds non linéaire adaptée aux fluides compressibles, en particulier aux gaz parfaits. La résolution de l'équation de Reynolds (2-D) a été réalisée par la méthode de Newton-Raphson amortie. Le modèle permettant de calculer les déformations élastiques des feuilles que nous avons adopté est celui développée par Heshmat [2]. L'étude de l'influence des caractéristiques élastiques tels que le module d'Young du matériau constituant les feuilles sur la répartition du champ de pression dans le fluide a été aussi envisagée. Nous avons pu conclure que le module d'élasticité a une influence non négligeable sur le champ de pression et la portance aérodynamique du système. Mots-clefs : Paliers aérodynamiques radiaux, structure à feuille, méthode de Newton-Raphon. 1. Introduction: L’un des soucis majeurs des concepteurs de turbomachines aéronautiques est l’augmentation de la puissance massique et donc des vitesses de rotation. Ainsi, dans certains mécanismes, étant donné ces vitesses élevées, les éléments technologiques classiques de guidage (roulements) ne permettent plus de répondre aux exigences de durée de vie. Les paliers à air ont reçu dans les dernières années une attention considérable et trouvent des applications de plus en plus nombreuses dans les cas où sont nécessaires de grandes vitesses, de faible charge et une grande précision. La lubrification par gaz permet, en particulier avec l’air, de limiter la puissance dissipée par frottement fluide. En effet, la viscosité dynamique de l’air est 200 fois plus faible qu’une huile peu visqueuse. Dans des gammes de 30000 à plus de 100000 tours par minutes, un guidage aérodynamique semble mieux adapté que des éléments technologiques classiques qui ne permettent plus de répondre à certaines exigences, dont entre autres, la durée de vie. L'utilisation des paliers aérodynamiques présente ainsi un certain nombre d'avantages par rapport à ceux des paliers hydrodynamiques classiques. Le fluide lubrifiant est l'air ambiant ce qui permet de s'affranchir d'un circuit de lubrification, et donc de simplifier fortement la conception de la machine, voir même de l'alléger. La faible viscosité de ce fluide permet de limiter les puissances dissipées qui deviennent essentiellement fonction de la vitesse de rotation. Le fluide n'est pas limité en température et sa viscosité est également peu sensible à l'élévation de température. A cet effet, nous avons procédé à la détermination de la distribution de champ de pression dans les paliers compliants en deux dimensions et cela