Contribution à la caractérisation du comportement en emboutissage en rétreint d’une tôle d’alliage Al-Mg 2% : application d’un critère d’instabilité plastique à l’apparition de bandes de cisaillement

par Monique Gasperini

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Richard Penelle.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Anisotropie
• Défauts macroscopiques
• Travail de la tôle
• Aluminium -- Alliages
• Déformations (mécanique)

Résumé

Cette thèse avait pour but d'expliquer l'apparition de bandes de cisaillement macroscopiques au cours de l'emboutissage cylindrique en rétreint d'une tôle d'alliage Al-Mg 2%, qui constituent des défauts sévères. Dans le cadre de la mécanique des milieux continus avec une loi de comportement issue du critère de plasticité de Hill pour les matériaux orthotropes, un critère d'instabilité plastique localisée, formulé en théorie des grandes déformations et s'exprimant sur les contraintes a été testé d'une manière semi-expérimentale grâce à la détermination des déformations sur les collerettes des godets par la méthode des grilles. Les zones d'instabilité ainsi calculée coïncident approximativement avec les zones angulaires dans lesquelles sont observées les bandes de cisaillement. Cette méthode s'est heurtée à la difficulté de la description du comportement réel du matériau et aux limitations expérimentales sur la précision des contraintes obtenues. Par ailleurs, l'évolution de la texture cristallographique au cours de l'emboutissage a été qualitativement étudiée. Des analogies entre les bandes de cisaillement en laminage et en emboutissage ont été suggérées, soulignant la nécessité de réaliser des investigations microstructurales plus approfondies.

Titre traduit

Contribution to the characterization of the cylindrical deep drawing behavior of an Al-Mg2% thin sheet : application of a plastic instability criterion to the apparition of shear bands

Résumé

The aim of this thesis was to explain occurrence of macroscopic shear bands during cylindrical deep drawing of an Al-Mg 2% thin sheet which make up severe defects. In the frame of mechanics of a continuous medium with a constitutive equation stemmed from the Hill criterion for orthotropic materials, a criterion of localized plastic instability formulated in large strain theory and expressed on stresses has been tested in a semi experimenta1 way thanks to determination of strains on the flanges of cups by grid method. The zones of instability so calculated coincide approximatively with angular zones where shear bands are observed. This method is come up against the difficulty to describe real behaviour of the material and against experimental limitations on stress accuracy. On another hand, evolution of crystallographic texture during deep drawing has been qualitatively studied. Analogies between shear bands occurring during rolling and deep drawing have been suggested, underlining necessity to perform detailed microstructural investigations.