Modelisation tridimensionnelle par elements finis du laminage a chaud des tubes sans soudure

par Michel Vacance

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Loup Chenot.

Soutenue en 1993

à l'EMP .

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  • Résumé

    La fabrication des tubes sans soudure fait intervenir plusieurs procedes. Apres percage par un perceur rotatif, le tube est lamine par un train continu (mpm). D'autres procedes de laminage oblique (elongateur, expanseur, lisseur) a deux ou trois cylindres interviennent aussi dans la fabrication. La simulation numerique de ces procedes demeure peu developpee, notamment pour le laminage oblique. Cette these presente un modele de calcul tridimensionnel par elements finis pour la simulation de la phase stationnaire des procedes de percage rotatif, de laminage oblique et de laminage continu par les cages du mpm. Le materiau, homogene et incompressible, suit une loi de comportement thermo-viscoplastique de norton hoff. Le frottement peut etre caracterise par les lois de norton ou de coulomb. La discretisation du probleme mecanique conduit a un systeme non lineaire, resolu de maniere iterative par la methode de newton-raphson. Un couplage thermomecanique est effectue. La deformation generalisee et la temperature sont calculees par une methode de streamline upwind petrov-galerkin. L'evolution thermique tient compte du rayonnement, de l'echange convectif avec les cylindres, de l'echauffement par frottement et par deformation plastique, ainsi que de la diffusion dans la matiere. Les efforts de laminage exerces sur les outils sont calcules. Afin de determiner la position occupee par la matiere au cours de la phase stationnaire du procede, plusieurs methodes de calcul de surfaces libres sont etudiees. La methode classique d'integration de la vitesse le long des lignes de courant, et la technique de minimisation du flux sont presentees pour le mpm. Une formulation originale et plus generale du probleme de surfaces libres sous forme d'equation de transport a ete developpee et appliquee avec succes au laminage oblique. L'influence des parametres technologiques est etudiee et les resultats numeriques sont confrontes avec les mesures experimentales disponibles


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  • Détails : 193 P.
  • Annexes : 91 REF.

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