Modélisation mécanique et simulation numérique du processus d'emboutissage et d’étirage

Mechanical modelling and numerical simulation of the process of deep-drawing ironing

• Auteur / Autrice : Jean-Louis Duval
• Direction : Cristian Victor Teodosiu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Travail de la tôle

Résumé

Le but de ce travail a été de modéliser le procédé d'emboutissage et d’étirage d'une tôle d'aluminium laminée à froid, permettant la fabrication des boites de boisson. Ce procédé de mise en forme conduit à des déformations qui peuvent dépasser les 300% et implique des changements sévères de trajet de déformation. Pour modéliser un tel processus, il a été d'abord nécessaire de caractériser le comportement plastique du matériau en grande déformation, en tenant compte de l’évolution de la texture et de la microstructure initiale. Ceci a été réalisé en combinant des essais mécaniques de traction simple, de cisaillement simple et de changement de trajet de déformation avec des caractérisations de la texture cristallographique et de la microstructure après différentes étapes de la déformation. Afin de mieux comprendre le rôles respectifs joués par la texture et la microstructure, une partie des essais ont été reproduits sur des alliages restaurés ou recristallisés. L'ensemble des données expérimentales a été utilisé pour identifier et valider un modèle de comportement plastique anisotrope, qui permet de décrire l’écrouissage lors de grandes déformations et rotations à l'aide de variables internes scalaires et tensorielles associées à l’évolution de la microstructure. Le modèle de comportement a été implanté dans un code de calcul aux éléments finis, qui a été utilisé pour la simulation numérique des passes d'emboutissage et d’étirage du processus de fabrication des boites-boissons, afin de prédire l’évolution de l'effort de formage, ainsi que la distribution des épaisseurs, les contraintes résiduelles et les cartes d'endommagement dans le produit fini.