Modelisation et simulation numerique du compactage de poudre en matrice fermee avec etude des formations de fissures

par OLIVIER COUBE

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de FRANCOISE LEVE.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Le comportement mecanique de la poudre lors du compactage en matrice fermee est analyse et implemente dans un code d'elements finis. Le but est de fournir une simulation numerique qui calcule des distributions realistes de contraintes et de deformations et prevoit des formations de fissures en accord avec les observations experimentales. Ce travail contient une etude theorique, une section experimentale ainsi qu'un chapitre contenant plusieurs simulations numeriques. Une approche micro-mecanique a l'echelle des grains est developpe dans la premiere partie. Bien que d'interessants resultats aient ete obtenu pour un chargement isostatique, il ne predit pas les observations experimentales pour des chargements complexes. Sur la base du modele de drucker-prager-cap, deux modeles phenomenologiques ont ete developpe et implemente dans le code d'elements finis abaqus. Dans le premier modele (modele 1), tous les parametres decrivant la fonction de charge dependent uniquement de la densite. Dans le second modele (modele 2), deux parametres caracterisant la resistance a cru de la poudre compactee sont traites comme des variables internes. Leur evolutions dependent non seulement du taux de densification mais aussi du taux de deformation deviatorique. Une modelisation phenomenologique est utilisee pour la simulation par elements finis. Des procedures experimentales sont appliquees pour determiner certains des parametres phenomenologiques. Des resultats experimentaux fournis par la litterature permettre l'evaluation des autres parametres du materiau. Des simulations numeriques du compactage de differentes geometries sont entreprises avec differents plans de pressage. Un procede de remaillage non automatique est developpe et applique pour eviter la distorsion d'elements et l'imprecision des resultats. Le test de rupture est simule en premier. Le modele 2 permet des previsions de limite d'elasticite en accord avec les resultats experimentaux. Deux differentes geometries axisymetriques, un cylindre a epaulement et une piece ressemblant a un chapeau de moyeu, sont etudiees numeriquement en comparaison avec les donnees experimentales. Les resultats sont en accord avec l'experience. Enfin, une piece complexe 3d, un composant d'imprimante, est compactee numeriquement.


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Informations

  • Détails : 107 p.
  • Annexes : 64 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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