Caractérisation expérimentale et modélisation numérique des procédés de profilage de barres par déformation plastique à froid avec des outils roues

par Luminita Floca Marincei (Floca)

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Gérard Ferron et de Ion Ungureanu.

Le président du jury était Pierre Yves Manach.

Le jury était composé de Gheorghe Sindila.


  • Résumé

    Les méthodes de roulage à froid de barres sont largement utilisées dans les industries de transformation pour obtenir des pièces à profil complexe. Dans cette étude, des rainures circulaires ont été formées par roulage radial en utilisant deux roues. Un dispositif expérimental monté sur un tour a été conçu à cet effet. La pièce est entrainée en rotation par le tour et la pénétration des roues est assurée par un système de vérins. Le système permet de mesurer en temps réel les paramètres du procédé, en particulier l’avance des roues et la force de roulage radiale. Le comportement des 4 aciers sélectionnés a été caractérisé en traction, torsion et compression. Nous avons retenu les résultats des essais de compression, qui permettent d’obtenir des déformations équivalentes jusqu’à [epsilon] = 0,9. L’écrouissage a été caractérisé par une loi de Johnson-Cook modifiée, qui permet de rendre compte des effets thermiques et de sensibilité à la vitesse de déformation aux 2 vitesses de déformations utilisées. Les essais de roulage ont été analysés pour une large gamme de pression et de vitesses de rotation. De plus, des mesures de micro-dureté ont été réalisées dans une section axiale, ainsi que des mesures de rugosité à la surface des dents. Des simulations numériques du procédé ont été réalisées. Un maillage permettant de rendre compte des très forts gradients de déformation a été mis au point, tout en gardant des temps de calcul raisonnables. Les comparaisons avec les résultats expérimentaux montrent un bon accord sur la force de roulage radiale. De plus, nous avons pu mettre en correspondance les valeurs de micro-dureté mesurées avec les niveaux de contrainte équivalente calculés

  • Titre traduit

    Experimental characterization and numerical modeling of the rolling process of profiles on cylindrical pieces by plastic deformation using roll indentors


  • Résumé

    The methods of cold rolling of rods are widely used in manufacturing industries to obtain pieces with complex profiles. In this study, profiles with circular grooves have been formed by in-feed methods using two rolls. To this end, an experimental system mounted on a lathe was constructed. The work-piece is rotated by the lathe and the penetration of the rolls is ensured by jacks. The system allows us to record the process parameters, in particular the displacement of the rolls and the radial rolling force. The material behavior of the 4 selected steels has been characterized in tension, torsion and compression. The results obtained in compression are most pertinent. They allow us to obtain effective strain up to [epsilon] = 0,9. Strain-hardening has been characterized by a modified Johnson-Cook law, which takes account of thermal effects and strain-rate sensitivity effects at the strain-rates utilized. The rolling tests have been analyzed using a wide range of jack pressures and rotation rates. In addition, micro-hardness measurements have been made in an axial section, as well as roughness measurements on the surface of the teeth. Numerical simulations of the process have been carried out. The mesh has been defined in order to account for the very strong strain gradients, while keeping a reasonable computation time. The comparisons with experimental results show a good agreement concerning the radial rolling force. The correspondence between measured micro-hardness values and calculated effective stress levels also has been established


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. Bibliothèques Metz et Moselle.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.