Modélisation numérique du thermoformage assisté par poinçon du polystyrène

par Oualid Atmani

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Boussad Abbes et de Yu Ming Li.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (GRESPI) Groupe de Recherche En Sciences Pour l'Ingénieur (laboratoire) et de Equipe PMSE-GRESPI (equipe de recherche) depuis le 16-01-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de la thèse est de modéliser numériquement le thermoformage assisté par poinçon du polystyrène (PS) dans l'environnement logiciel Abaqus. Un modèle de comportement adéquat du PS compact sera sélectionné à partir de bibliographie existante et implémenté le cas échéant via la subroutine VUMAT du logiciel Abaqus. Une modélisation fine des interactions poinçon / feuille PS sera ensuite réalisé au travers du choix d'un modèle de frottement poinçon/feuille PS et de son implémentation via la subroutine VFRICTION du logiciel Abaqus. Une attention particulière sera portée sur la modélisation des transferts thermiques entre le poinçon et la feuille PS. Les paramètres des différents modèles seront identifiés par une approche directe ou inverse et les résultats des simulations de thermoformage seront validés par des essais sur thermoformeuse. Une modélisation du comportement du PS multicouche (PS/PS expansé/PS) ou « foam » sera ensuite proposée en utilisant diverses approches seront analysées telles que l'homogénéisation ou la modélisation micro-macro pour proposer le meilleur formalisme. Le comportement thermomécanique du PS « foam » sera identifié et implémenté dans Abaqus via la subroutine VUMAT. Une validation expérimentale du thermoformage du PS « foam » sera réalisé. L'approche développée pour le PS « foam » sera ensuite étendue à d'autres polymères expansés (PP « foam », PLA « foam »).

  • Titre traduit

    Numerical modeling of the plug assist thermoforming of polystyrene


  • Résumé

    The aim of the thesis is to numerically model the thermoforming plug assist of polystyrene (PS) in Abaqus software environment. An adequate behaviour model of the compact PS will be selected from existing literature and implemented as appropriate via the subroutine VUMAT Abaqus software. A detailed modeling of interactions punch / PS sheet will then be realized through choosing a style punch friction / PS sheet and its implementation via the subroutine VFRICTION Abaqus software. Particular attention will be paid to the modeling of heat transfer between the punch and the PS sheet. The parameters of the different models will be identified by a direct or inverse approach and the results of thermoforming simulations will be validated by tests on thermoforming. A multilayer behavior model of PS (SP / PS foam / PS) or 'foam' will be then proposed using various approaches such as homogenisation and micro-macro modeling to create the best formalism. The thermomechanical behavior PS 'foam' will be identified and implemented in Abaqus via the subroutine VUMAT. An experimental validation of thermoforming PS 'foam' will be realized. The approach developed for the PS 'foam' will then be extended to other expanded polymers (PP 'foam', PLA "foam").