Optimisation de la mise en forme par tréfilage : approche expérimentale, modélisation et simulation numérique

par Guillaume Vega

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Abdellatif Imad et de Abdelkader Haddi.

Soutenue le 07-12-2009

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le but du travail de cette thèse est d'optimiser le procédé de mise en forme par tréfilage en utilisant une approche expérimentale, une modélisation analytique et une simulation numérique par éléments finis. Cette étude consiste à analyser les mécanismes de déformation et d'endommagement, mis en jeu par ce processus, qui constitue un problème multi physique complexe. Cette complexité se traduit par l'influence de nombreux paramètres intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés de tréfilabilité des matériaux. Une analyse paramétrique du procédé de tréfilage a montré que différents paramètres ainsi que leurs interactions mutuelles, ont des effets significatifs sur la contrainte de tréfilage durant le processus de déformation plastique, en prenant en compte la géométrie de l'outil et le taux d'écrouissage. Les effets de la température dans la filière et de la vitesse de déformation sur le coefficient de frottement, à l'interface fil-filière, ont été pris en considération dans les formulations analytiques. La simulation numérique du tréfilage d'un fil en cuivre a été réalisée en se basant sur une modélisation utilisant une loi de comportement élastoviscoplastique du matériau, validée par des résultats expérimentaux. Les problèmes de contact, les effets thermomécaniques ont été pris en compte dans cette phase de calculs. Un modèle d'endommagement découplé, basé sur un critère énergétique, est utilisé pour prédire la localisation et la forme des défauts dans les fils soumis à des conditions critiques de tréfilage. Les résultats sont validés à partir des données expérimentales et des observations microscopiques de! l'endommagement dans la partie centrale du fil et de l'usure des filières.

  • Titre traduit

    Optimization of metal forming process by wiredrawing : using an experimental approach, an analytical modeling and a numerical simulation


  • Résumé

    The aim of this thesis work is to optimize the process of forming by wiredrawing, using an experimental approach, an analytical modeling and a numerical simulation by finite elements. This study is to analyze the mechanisms of deformation and damage, being involved in this process, which is a multi complex physical problem. This complexity is reflected by the influence of many intrinsic and extrinsic parameters on the properties of materials drawability. A parametric analysis of the drawing process has shown that different parameters and their mutual interactions have significant effects on the drawing stress during the plastic deformation process, taking into account the tool geometry and the hardening of the drawn material. The effects of temperature in the die and the strain rate on the coefficient of friction at the interface wire-die have been taken into account in the analytical formulations. The numerical simulation of a copper wiredrawing was done based on modeling using a behavior law for material taking account the hardening and the strain rate dependence, and validated by experimental results. Contact problems, the thermo mechanical effects were taken into account in these calculations. A coupled damage model based on an energy criterion is used to predict the location and the shape of defects in a wire deformed by critical conditions of drawing. The results have validated using experimental data and microscopie observations of damage in the central part of the wire and the die wear.


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