Contribution à l'étude de la résistance thermique de contact et à sa modélisation à travers l'écrasement de l'interface tôle-outil dans la mise en forme à chaud de tôles d'acier

par Guy Kaza

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Gilles Dour.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Contribution to the study of thermal contact resistance and its modelling in the case of the crushing of the sheet-tool interface in the hot forming of sheet steel


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Nous avons mené une étude exploratoire sur l'évaluation en mise en forme à chaud de la résistance thermique de contact (RTC) tôle/outil pour mieux en appréhender les relations avec les paramètres que sont la pression et la rugosité. L'importance de la RTC dans des applications telles que l'emboutissage à chaud vient du fait qu'elle contrôle directement les échanges de chaleur et indirectement les propriétés finales des pièces. L'étude a porté sur la faisabilité de la mesure de la RTC entre un acier à outil X38CrMoV5 et une tôle d'acier pour l'emboutissage à chaud en l'occurrence la nuance 22MnB5. Deux moyens développés au LETEE et à l'ICA-Albi ont permis d'évaluer l'influence de la pression de contact sur la RTC respectivement en régime thermique établi pour le LETEE et transitoire pour l'ICA-Albi. La gamme de pressions comprises entre 4 et 80MPa explorées sur le moyen du LETEE a permis de mesurer une RTC qui diminue en ordre de grandeur de 2 ×10-4 à 6 ×10-5 m2KW-1. L'étude de l'effet de la rugosité à travers deux états de surface (poli et rectifié) sur les échantillons en X38CrMoV5, a montré des valeurs de RTC légèrement plus importantes sur les échantillons rectifiés. La tendance de la RTC à diminuer quand la pression augmente, a été confirmée sur le moyen de l'ICA-Albi, soit en variations comprises entre 3. 4 ×10-4 m2KW-1 et 2. 7 ×10-4 m2KW-1 pour des pressions allant de 40 à 160 MPa. Comparativement, les valeurs obtenues sont en moyenne deux fois supérieures à celles mesurées au LETEE et les variations sont plus faibles. La RTC a ensuite fait l'objet d'une modélisation en deux étapes. La première étape a porté sur la mise en place d'un modèle d'écrasement des aspérités tenant compte de leur comportement rhéologique (élastique, plastique ou élastoplastique) pour évaluer l'aire de contact. La deuxième étape a consisté ensuite à définir une relation entre la RTC et la pression de contact à partir d'un modèle prédéfini liant l'aire de contact à la RTC. À partir du modèle de conductance obtenu, la simulation du contact tôle/outil sous ABAQUSTM, nous a permis de reproduire des températures en fonction de la pression de contact, avec des écarts maximaux de 5 °C par rapport aux températures expérimentales.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 175-181

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0133
  • Bibliothèque : Ecole des Mines d'Albi. Centre de documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : N140-KAZ
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.