Etude théorique et expérimentale du frottement et des forces de retenue en emboutissage des tôles d'acier nues et galvanisées

par Valerie Samper-Mangin

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Éric Felder.

Soutenue en 1993

à Paris, ENMP .

mots clés

• Tôle d'acier

Résumé

Le procède d'emboutissage permet de transformer des tôles planes en des pièces complexes telles les panneaux de carrosserie automobile. Le succès de cette opération dépend de manière critique du frottement de la tôle sur les outils et de l'intensité des forces de retenue engendrées par les joncs. Apres une revue bibliographique des divers aspects du problème, le présent travail a permis d'atteindre deux objectifs principaux. Le premier objectif était de fournir une base de données frottement fiable pour le calcul numérique. Pour cela, deux dispositifs expérimentaux ont été développes: un tribomètre avec outils plans ou joncs et une presse instrumentée. Les résultats obtenus ont conduit a une simulation par éléments finis très satisfaisante du formage d'une lunette arrière et d'une aile avant de voiture. Le deuxième objectif visait à interpréter les résultats expérimentaux obtenus en termes de mécanismes microscopiques d'interaction. Ceci a été réalise grâce a divers outils expérimentaux (observation et caractérisation des couches superficielles) et théoriques (modèle microscopique de contact original). L'analyse du comportement en frottement des tôles étudiées a permis d'établir une corrélation entre les mécanismes micro hydrodynamiques dans le contact (vague, films de transfert, microfilms,) et les paramètres opératoires (pression, vitesse, lubrifiant, rugosité). Ces résultats constituent une contribution originale a l'élaboration d'un modèle de frottement liant les paramètres macroscopiques du contact et les phénomènes physiques a l'échelle microscopique

Titre traduit

Theoretical and experimental study of friction and restraining forces in steel and galvanized sheet stamping

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