Conception et simulation des préformes en estampage en vue de l'obtention d'un devis rapide

par Marion Berlioz

Thèse de doctorat en Mécanique. Conception, géomécanique et matériaux

Sous la direction de Serge Tichkiewitch.

Soutenue en 2000

à Grenoble INPG , dans le cadre de École doctorale mécanique et énergétique (Grenoble) , en partenariat avec Sols, solides, structures - risques (Grenoble) (laboratoire) .

mots clés

• Conception intégrée
• Estampage
• Préforme
• Devis
• Simulation
• Modélisation mécanique
• Outil-métier
• Gamme de fabrication
• Estampage (travail des métaux)

Résumé

Le développement de la conception intégrée dans les industries conduit à une modification du statut des acteurs de la fabrication. En effet, ceux-ci n'interviennent plus en tant que sous-traitants des concepteurs, mais plutôt comme des partenaires prenant part à la conception des produits qu'ils auront à réaliser. Cependant, pour intervenir à bon escient, chaque acteur doit être en mesure d'évaluer le produit selon son point de vue. Ainsi, des outils propres à chaque métier apparaissent indispensables. Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans une politique d'offre de ces 'outils-métiers' et s'intéressent à un métier particulier de la fabrication : l'estampage. L'objectif global est de proposer une aide logicielle rapide aux concepteurs de pièces estampées en intégrant des connaissances spécifiques à ce métier. Des constatations, issues d'une période en entreprise, illustrent le besoin crucial d'outils d'aide à la réalisation de devis et de gamme de fabrication et conduisent au développement de modèles 'globaux' basés initialement sur les méthodes de Chamouard. Ceux-ci permettent, d'une part, de déterminer géométriquement une préforme adaptée à la forme finale souhaitée, dans le cas de pièces comportant un filage axial et une bavure. La mise en place, d'autre part, d'une méthode consistant à découper la pièce en zones de contact et à étudier les équilibres de pression entre chaque zone permet d'actualiser la géométrie de la pièce à chaque incrément d'effort et de générer ainsi la simulation d'estampage. La confrontation de cette méthode à des résultats numériques et expérimentaux permet de valider l'approche proposée. Enfin, l'énergie nécessaire pour fabriquer la pièce permet d'estimer le coût de production de la pièce. L'implémentation de ces méthodes dans des maquettes informatiques permet d'obtenir des temps de réponse de l'ordre de quelques secondes, rendant ces outils compatibles avec leurs utilisations dans un contexte de conception

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