The transport of granular material often generates severe damage. Understanding the correlation between the friction coefficient, particle geometry and wear mechanisms is of primary importance for materials undergoing abrasive wear. The aim of this study is to investigate the effect of particle geometry on wear mechanisms and the friction coefficient. Numerical and analytical simulations and experimental results have been compared. The process to be studied is the scratch made by a rigid cone with different attack angles on a 5xxx aluminium alloy (Al-Mg) flat surface. A scratch test was used and the wear mechanisms were observed for different attack angles. A numerical study with a finite element code was made in order to understand the effect of attack angle on the friction coefficient. The contact surface and the friction coefficient were also studied, and the results compared to the Bowden and Tabor model. The superposition of the numerical, analytical and experimental results showed a better correlation between the wear mechanisms and the friction coefficient. It also showed the importance of the model hypothesis used to simulate the scratch phenomenon. To cite this article: S. Mezlini et al., C. R. Mecanique 333 (2005).

Le transport de matériaux granulaires génère souvent des endommagements sévères des surfaces avec lesquelles ils sont en contact. La compréhension de la corrélation entre le coefficient de frottement, la géométrie des particules et les mécanismes dʼusure est très importante pour maîtriser lʼusure abrasive. Lʼobjectif de cette étude est dʼétudier lʼeffet de la géométrie des particules sur les mécanismes dʼusure et le coefficient de frottement lors dʼun contact glissant sur une surface plane. Des simulations numériques et analytiques ont été comparées avec les résultats expérimentaux. Des essais de rayages ont été réalisés sur un alliage dʼaluminium-magnésium du type 5xxx en utilisant des cônes rigides avec différentes géométries. Ce test permet de préciser lʼeffet de lʼangle dʼattaque sur les mécanismes dʼusure. Un code de calcul par éléments finis est utilisé pour étudier lʼeffet de lʼangle dʼattaque sur le coefficient de frottement. La surface de contact et le coefficient de frottement ont été aussi étudiés et les résultats ont été comparés avec le modèle de Bowden et Tabor. La superposition des résultats numériques, analytiques et expérimentaux montre une bonne corrélation entre les mécanismes dʼusure et le coefficient de frottement. Lʼimportance des hypothèses du modèle utilisées pour simuler le phénomène de rayage a été aussi mise en évidence. Pour citer cet article : S. Mezlini et al., C. R. Mecanique 333 (2005).