Etude expérimentale et numérique de la localisation de la déformation lors de la mise en forme de produits minces

par Robert Knockaert

Thèse de doctorat en Physique. Science des matériaux. Rhéologie

Sous la direction de Yvan Chastel et de Elisabeth Causse-Massoni.

Soutenue en 2001

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur la prédiction du phénomène de striction localisée lors de la simulation d'opérations de mise en forme de produits minces. Une première partie expérimentale a permis la détermination des caractéristiques d'anisotropie et d'écrouissage de trois matériaux (acier doux, aluminium et acier inox) grâce à des essais de traction. Des essais d'emboutissage analysés grâce à un système de mesure de déformations par corrélation d'images ont également permis d'obtenir leurs courbes limites de formage. Des adaptations du code de calcul Forge3® ont été réalisées afin de pouvoir simuler des opérations de mise en forme sur des produits minces. Les principales modifications ont porté sur le maillage-remaillage (utilisation de tétraèdres 3D) ainsi que l'implantation de deux modèles de comportement élasto-plastiques anisotropes (Hill quadratique 1947 et Barlat non-quadratique 1991) dans une formulation 3D. Leur intégration est réalisée grâce à un schéma implicite. En troisième lieu, différents critères mathématiques permettant de prédire les instabilités plastiques et le phénomène de striction localisée ont été étudiés. Les résultats analytiques obtenus avec deux critères choisis dans la littérature sont présentés et discutés (méthode de perturbation et critère de force maximum modifié). Le couplage entre un de ces critères et les résultats fournis par le code Forge3® ont ensuite permis de prédire l'apparition de la striction localisée ainsi que les zones critiques lors d'opérations d'emboutissage simulées. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux sont également présentées. La dernière partie de ce travail a porté sur le développement d'un modèle élasto-piastique polycristallin. Ce modèle utilise un algorithme de plasticité muiti-surface afin de calculer le comportement de chaque maille cristalline. La réponse mécanique du polycristal est ensuite calculée grâce à un schéma de Taylor. Des comparaisons ont été effectuées avec I'expérience en termes d'évolutions de textures sur des pièces embouties. Le couplage de ce modèle polycristallin avec un modèle à 2 zones (approche de type Marciniak-Kuczynski) a enfin permis de prédire la courbe limite de formage d'un aluminium.

  • Titre traduit

    Expérimental and numerical investigation of strain localization during sheet forming operations


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Informations

  • Détails : 1 vol. (236 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 116 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure des mines. Centre de documentation et d'information.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 620 KNO
  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
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