Optimisation des conditions d'emboutissage par simulation en étirage plan : étude critique du frottement et des paramètres rugosimétriques fonctionnels comme signatures de la sévérité du contact

par Thierry Duchêne

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Jürgen von Stebut.

Soutenue en 1997

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Nous choisissons l'étirage plan en mode multipasses entre outils cylindriques comme technique de simulation du frottement en emboutissage. La force de frottement est mesurée en fonction de la pression de contact, la contrainte à cœur, la température de contact et la vitesse de glissement. Une stratégie de plan d'expériences de type « Taguchi » donne une relation polynomiale avec le poids relatif de chaque paramètre. Cette relation peut aussi être utilisée comme relation empirique pour la modélisation numérique. Pour les fortes pressions de contact provoquant une lubrification limite, il n'y a pas une seule courbe générale de Stribeck, mais plutôt des courbes spécifiques se décalant vers des plus bas niveaux de frottement quand la pression augmente. En général, le niveau absolu du frottement est un outil insuffisant pour caractériser la sévérité du contact. En utilisant la profilométrie tactile à balayage pour mesurer les modifications de la topographie durant l'emboutissage, on obtient les variations des paramètres fonctionnels au niveau de la surface de la tôle. La quantification de la sévérité du contact ainsi obtenue devient le critère de transposition entre étirage plan et emboutissage. Les outils topographiques caractérisant les endommagements surfaciques sont : l'arasement deltaRt et la courbe de portance d'Abbott de même que le retour de la courbe Ek en fonction de Sk indiquant des sévères modifications de la surface. Sur des pièces réelles embouties, une cartographie de la sévérité du contact est dressée. Cette approche se prête à une exploitation directe sur les lignes d'emboutissage et aux calculs des pressions équivalentes pendant l'emboutissage. Une telle méthode est utilisée pour l'optimisation des paramètres : -surface de la tôle : texture, composition chimique (revêtement de chrome), grammage d'huile, lubrification par film sec, -outils de formage : rugosité de surface, traitement thermique, composition chimique (nitruration, revêtement de chrome).

  • Titre traduit

    Strip drawing for deep drawing contact optimisation : friction and surface topography modification analysis as a diagnostic tool for contact severity assessment


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