Etude theorique et experimentale de l'extrusion-soufflage de corps creux en polymere

Theoretical and experimental investigation of the extrusion blow molding of hollow polymer parts

• Auteur / Autrice : ANDRES RODRIGUEZ VILLA
• Direction : Jean-François Agassant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

La premiere partie de ce travail concerne l'identification d'une loi de comportement adaptee au soufflage. Nous avons etudie analytiquement l'influence du comportement sur la dilatation d'un cylindre soumis a une charge de pression. Le modele le plus realiste montre un couplage entre la charge de pression et la nature du materiau, ainsi qu'une faible influence du comportement sur la cinetique de dilatation. Le modele elements finis tform3# est base sur une approche membrane, mise en oeuvre par une formulation lagrangienne reactualisee en coordonnees materielles et une discretisation temporelle implicite. Des comportements newtonien, elastique et viscoelastique sont introduits et valides par rapport aux resultats analytiques. Nous avons concu une experience de soufflage permettant de filmer la deformation d'une paraison soufflee tout en mesurant la pression interne. Simulant l'experience avec tform3, une methode inverse fournit sans intervention exterieure les parametres materiels d'une loi de comportement donnee qui reproduisent au mieux les observations experimentales. Nous montrons que seul un comportement viscoelastique est capable de reproduire les observations experimentales. Cependant, la loi de maxwell utilisee est trop pauvre et ne permet pas de reproduire l'ensemble des observations avec un jeu unique de parametres materiels : la viscosite et le temps de relaxation varient avec la vitesse de deformation moyenne des essais. Ces variations sont coherentes avec des mesures faites sur des rheometres classique en cisaillement et en elongation. La seconde partie de ce travail presente une procedure de remaillage automatique, qui permet d'obtenir le raffinement local necessaire a la simulation de pieces de geometrie complexe. La methode repose sur une amelioration topologique dirigee par une definition de qualite d'element appropriee vers le respect d'une distribution de taille de maille tout en conservant une bonne equilateralite des elements. Une mesure de l'erreur geometrique d'un maillage fournit la distribution de taille de maille. La procedure est mise a l'epreuve avec succes sur un cas academique et sur un cas industriel de reservoir a carburant. Le soufflage d'une bouteille comprenant une poignee constitue la validation experimentale des developpements effectues. Deux paraisons initiales sont testees. Les epaisseurs finales calculees reproduisent de facon satisfaisante celles mesurees.