Simulation d'assemblages par sertissage et clinchage à l'aide de la méthode statique explicite

par Ali Benzegaou

Thèse de doctorat en Sciences Mécaniques pour l'Ingénieur

Sous la direction de Jean-Marc Roelandt.

Soutenue en 1996

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Grandes transformations
• Emboutissage
• Clinchage
• Sertissage
• Milieux continus, Mécanique des
• Mécanique du contact
• Travail de la tôle
• Éléments finis, Méthode des

Résumé

Ce travail entre dans le cadre de la simulation numérique des procédés de mise en forme et d'assemblage de pièces par sertissage ou clinchage. Ces procédés mettent en jeu des phénomènes fortement non linéaires qui sont dûs notamment au comportement élastoplastique du matériau, aux grandes transformations et à la prise en compte des conditions aux limites évolutives. La simulation numérique de tels problèmes est délicate quand, par exemple, ils couplent de grandes déformations élastoplastique a des évolutions de zones de contact, le choix de la méthode de résolution s'avère alors important. En particulier, les résultats fournis par la méthode dynamique explicite dépendent de la vitesse du poinçon et nécessitent un choix judicieux du pas de temps. D'autre part, la méthode quasi-statique implicite est souvent soumise à des problèmes de convergence. Le présent travail consiste à étudier l'assemblage de pièces par sertissage ou par clinchage dans un contexte industriel, à l'aide d'un outil numérique utilisant une méthode que l'on peut qualifier de simplifiée de type explicite. Nous avons développé et utilisé un logiciel de calcul base sur la méthode quasi-statique explicite qui nous semble être un bon compromis pour certaines applications entre les deux méthodes citées précédemment. Nous avons développé des éléments massifs axisymétriques et tridimensionnels. L'utilisation d'une intégration réduite à un seul point de Gauss nécessite le contrôle des modes à énergie nulle appelés « modes de sablier ou de hourglass ». Pour améliorer les résultats obtenus par la méthode dynamique explicite, nous avons d'autre part implante un processus de remaillage unidimensionnel. Nos résultats sont en bonne concordance avec ceux obtenus par ABAQUS version implicite et aux résultats expérimentaux.

Titre traduit

Simulation of the assembly of parts by crimping and clinching using static explicit method

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