Modélisation et simulation thermomécanique du soudage

Modelisation and thermomechanical simulation of welding

• Auteur / Autrice : Zahira Benadla
• Direction : Mohamed Rachik
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes résiduelles

Efficacité asymptotique (statistique)

Chaleur

Simulation par ordinateur

Soudage

Mots clés libres

Source de chaleur

Approche inverse

Résumé

Ce travail vise à la prédiction des contraintes et distorsions résiduelles générées par une opération de soudage. Un modèle éléments finis basé sur des analyses thermomécaniques semi-couplées est proposé et validé sur des tests. Tout d'abord, une structure axisymétrique est étudiée. Ce test met en jeu des gradients de température et de contraintes et semble utile en vue de valider la loi de comportement thermomécanique et permet de faire le choix d'écrouissage le plus représentatif (cinématique ou isotrope). Ensuite, une véritable opération de soudage est considérée qui fait appel à une source de chaleur mobile. Une simulation tridimensionnelle est réalisée et comparée à des mesures. Ces dernières servent également de support pour identifier les paramètres liés à la source de chaleur. Enfin et dans le but de réduire les temps de calcul rencontrés lors d'une analyse tridimensionnelle, un modèle dit mixte est proposé. Ce modèle est comparé au modèle tridimensionnel qui sert de référence.

This research is concerned with the prediction of residual constraints and distorsions generated by, welding process. A finite elements model based on semi-coupled thermomechanical analyses is proposed and validated on tests. Ln a first time, a axisymetric structure is studied. Ln this analysis gradients of temperature and contraints are imposed. This test permit us to validate the thermomechanical behavior law and to choose the most representative hardening (kinematic or isotropic). Then, a real operation of welding is considered. Ln this example a mobile heat source is used. A tridimensional simulation is studied and compared to measures. These measures also act as support to identify a heat source parameters. Finally, a mixed model is proposed. This model permit to reduce computational times. A numerical comparison of mixed model results with molumic model results allowed us to validate development.