Etude expérimentale et numérique de la localisation de la déformation lors de la mise en forme de produits minces PDF Download
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Author: Robert Knockaert
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 472
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Book Description
Cette thèse porte sur la prédiction du phénomène de striction localisée lors de la simulation d'opérations de mise en forme de produits minces. Une première partie expérimentale a permis la détermination des caractéristiques d'anisotropie et d'écrouissage de trois matériaux (acier doux, aluminium et acier inox) grâce à des essais de traction. Des essais d'emboutissage analysés grâce à un système de mesure de déformations par corrélation d'images ont également permis d'obtenir leurs courbes limites de formage. Des adaptations du code de calcul Forge3® ont été réalisées afin de pouvoir simuler des opérations de mise en forme sur des produits minces. Les principales modifications ont porté sur le maillage-remaillage (utilisation de tétraèdres 3D) ainsi que l'implantation de deux modèles de comportement élasto-plastiques anisotropes (Hill quadratique 1947 et Barlat non-quadratique 1991) dans une formulation 3D. Leur intégration est réalisée grâce à un schéma implicite. En troisième lieu, différents critères mathématiques permettant de prédire les instabilités plastiques et le phénomène de striction localisée ont été étudiés. Les résultats analytiques obtenus avec deux critères choisis dans la littérature sont présentés et discutés (méthode de perturbation et critère de force maximum modifié). Le couplage entre un de ces critères et les résultats fournis par le code Forge3® ont ensuite permis de prédire l'apparition de la striction localisée ainsi que les zones critiques lors d'opérations d'emboutissage simulées. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux sont également présentées. La dernière partie de ce travail a porté sur le développement d'un modèle élasto-piastique polycristallin. Ce modèle utilise un algorithme de plasticité muiti-surface afin de calculer le comportement de chaque maille cristalline. La réponse mécanique du polycristal est ensuite calculée grâce à un schéma de Taylor. Des comparaisons ont été effectuées avec I'expérience en termes d'évolutions de textures sur des pièces embouties. Le couplage de ce modèle polycristallin avec un modèle à 2 zones (approche de type Marciniak-Kuczynski) a enfin permis de prédire la courbe limite de formage d'un aluminium.
Author: Robert Knockaert
Publisher:
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Category :
Languages : en
Pages : 472
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Book Description
Cette thèse porte sur la prédiction du phénomène de striction localisée lors de la simulation d'opérations de mise en forme de produits minces. Une première partie expérimentale a permis la détermination des caractéristiques d'anisotropie et d'écrouissage de trois matériaux (acier doux, aluminium et acier inox) grâce à des essais de traction. Des essais d'emboutissage analysés grâce à un système de mesure de déformations par corrélation d'images ont également permis d'obtenir leurs courbes limites de formage. Des adaptations du code de calcul Forge3® ont été réalisées afin de pouvoir simuler des opérations de mise en forme sur des produits minces. Les principales modifications ont porté sur le maillage-remaillage (utilisation de tétraèdres 3D) ainsi que l'implantation de deux modèles de comportement élasto-plastiques anisotropes (Hill quadratique 1947 et Barlat non-quadratique 1991) dans une formulation 3D. Leur intégration est réalisée grâce à un schéma implicite. En troisième lieu, différents critères mathématiques permettant de prédire les instabilités plastiques et le phénomène de striction localisée ont été étudiés. Les résultats analytiques obtenus avec deux critères choisis dans la littérature sont présentés et discutés (méthode de perturbation et critère de force maximum modifié). Le couplage entre un de ces critères et les résultats fournis par le code Forge3® ont ensuite permis de prédire l'apparition de la striction localisée ainsi que les zones critiques lors d'opérations d'emboutissage simulées. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux sont également présentées. La dernière partie de ce travail a porté sur le développement d'un modèle élasto-piastique polycristallin. Ce modèle utilise un algorithme de plasticité muiti-surface afin de calculer le comportement de chaque maille cristalline. La réponse mécanique du polycristal est ensuite calculée grâce à un schéma de Taylor. Des comparaisons ont été effectuées avec I'expérience en termes d'évolutions de textures sur des pièces embouties. Le couplage de ce modèle polycristallin avec un modèle à 2 zones (approche de type Marciniak-Kuczynski) a enfin permis de prédire la courbe limite de formage d'un aluminium.
Author: Valerio Brucato
Publisher:
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Category : Materials
Languages : en
Pages : 1028
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Book Description
Author: Shiwei Yang
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
La localisation de la déformation en bandes de cisaillement est un phénomène lié aux grandes déformations qui concerne la mise en forme à froid des métaux et alliages. Les mécanismes de formation et de propagation des micro et macro bandes de cisaillement dans les monocristaux et bicristaux de cuivre déformés en traction simple et en laminage ont été étudiés expérimentalement. Il a été montre que l'importance de la localisation des macro-bandes de cisaillement dépendait de l'écrouissage des grains et donc des contraintes internes liées à la présence des joints de grains. La nature des interactions entre les bandes de cisaillement et les joints de grains a été analysée. Du point de vue theorique, une théorie simplifiée de la post bifurcation a été proposée dans le cas d'un monocristal plan, rigide plastique, se déformant suivant deux systèmes de glissement plastique et obéissant au critère de Schmid. L'étude a consisté en la détermination des amplitudes de cisaillement sur les systèmes de glissement dans la bande et la matrice. Le problème se ramène à l'étude d'une fonction c dépendant de l'état de contrainte, de l'écrouissage et de la géométrie des systèmes de glissement actifs. Les résultats de cette étude montre que l'activation d'une bande cisaillement (c=0) conduit à une décharge de la matrice (c0), la déformation étant alors localisée dans la bande, puis a une saturation de la bande (c0) s'accompagnant d'une reprise de la déformation plastique dans la matrice jusqu'à ce que les conditions de bifurcation soient de nouveau vérifiées dans la matrice adjacente. Ces résultats sont en accord avec les observations de propagation des microbandes dans les mono et bicristaux et polycristaux. Nous avons également montré que la bifurcation était favorisée par les adoucissements géométrique et de vertex, et qu'elle dépendait fortement des propriétés d'écrouissage
Author: Guillaume Vega
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Category :
Languages : fr
Pages : 360
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Le but du travail de cette thèse est d'optimiser le procédé de mise en forme par tréfilage en utilisant une approche expérimentale, une modélisation analytique et une simulation numérique par éléments finis. Cette étude consiste à analyser les mécanismes de déformation et d'endommagement, mis en jeu par ce processus, qui constitue un problème multi physique complexe. Cette complexité se traduit par l'influence de nombreux paramètres intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés de tréfilabilité des matériaux. Une analyse paramétrique du procédé de tréfilage a montré que différents paramètres ainsi que leurs interactions mutuelles, ont des effets significatifs sur la contrainte de tréfilage durant le processus de déformation plastique, en prenant en compte la géométrie de l'outil et le taux d'écrouissage. Les effets de la température dans la filière et de la vitesse de déformation sur le coefficient de frottement, à l'interface fil-filière, ont été pris en considération dans les formulations analytiques. La simulation numérique du tréfilage d'un fil en cuivre a été réalisée en se basant sur une modélisation utilisant une loi de comportement élastoviscoplastique du matériau, validée par des résultats expérimentaux. Les problèmes de contact, les effets thermomécaniques ont été pris en compte dans cette phase de calculs. Un modèle d'endommagement découplé, basé sur un critère énergétique, est utilisé pour prédire la localisation et la forme des défauts dans les fils soumis à des conditions critiques de tréfilage. Les résultats sont validés à partir des données expérimentales et des observations microscopiques de! l'endommagement dans la partie centrale du fil et de l'usure des filières.
Author: Claude Poirier
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 280
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NOUS AVONS ETUDIE LA LOCALISATION DE LA DEFORMATION SUR DES MILIEUX GRANULAIRES MODELES BIDIMENSIONNELS ORDONNES OU DESORDONNES, CONSTITUES DE CYLINDRES CREUX (PAILLES) EMPILES PARALLELEMENT A LEUR AXE (MODELE DE SCHNEEBELI). LES DEFAUTS GEOMETRIQUES DE CES DERNIERES SONT A L'ORIGINE D'UN DESORDRE DE CONTACT, EN GRANDE PARTIE RESPONSABLE DE LA LOCALISATION. CELLE-CI SE TRADUIT DANS NOS ECHANTILLONS PAR LA FORMATION D'AMAS DE PAILLES ECRASEES, AMAS DONT LE NOMBRE ET LA TAILLE AUGMENTENT AVEC LA FORCE APPLIQUEE, ET QUI FINISSENT PAR COALESCER EN UNE BANDE TRAVERSANT TOUT L'ECHANTILLON. LA COURBE CONTRAINTE-DEFORMATION EST CARACTERISEE PAR LA PRESENCE D'UN PIC ET D'UN PLATEAU SEPARES PAR UNE ZONE ADOUCISSANTE. NOS ETUDES ONT MONTRE QUE LA LOCALISATION ETAIT PLEINEMENT REALISEE AU PIC. LA BANDE DE LOCALISATION POSSEDE UNE STRUCTURE AUTO-AFFINE QUI PEUT ETRE CARACTERISEE PAR UN EXPOSANT DE RUGOSITE. LA VALEUR, 0,73, DE CET EXPOSANT QUE NOUS AVONS MESUREE EST COMPATIBLE AVEC L'HYPOTHESE D'UNIVERSALITE FORMULEE PRECEDEMMENT A PARTIR DE SIMULATIONS NUMERIQUES. L'ETUDE DES EFFETS DE TAILLE DE L'ECHANTILLON SUR LA CARACTERISTIQUE FORCE-DEFORMATION NE NOUS A PAS PERMIS DE RETROUVER LES LOIS D'ECHELLES QUI ONT ETE PROPOSEES A PARTIR DE SIMULATIONS NUMERIQUES. NOTRE ETUDE DE MELANGES BINAIRES DE PAILLES DE DEUX DIAMETRES A MONTRE L'INFLUENCE DE LA STRUCTURE INITIALE DE L'EMPILEMENT SUR LA GEOMETRIE DE LA BANDE DE LOCALISATION
Author: Florent Cochennec
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Languages : fr
Pages : 173
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Book Description
Le grenaillage est un procédé de traitement de surface par impacts couramment utilisé dans l’industrie. Son application à la mise en forme de pièces repose sur les déformations engendrées par les contraintes résiduelles induites par les impacts. La maîtrise de ce procédé est actuellement dépendante du savoir-faire technique des opérateurs. Cette thèse propose une contribution à la compréhension et à la prédiction des mécanismes de déformation mis en jeu lors du grenaillage. Les objectifs finaux de ces travaux sont l’intégration des contraintes de fabrication identifiées par calcul dans un outil de conception collaborative. Ainsi, la prise en compte des contraintes résiduelles dans la modélisation de produit est adressée. L’étude analytique et numérique des déformations induites par grenaillage est présentée. Des mesures de contraintes résiduelles ont été effectuées par la méthode du trou incrémental. Une méthode numérique de dépouillement des résultats est proposée : l’identification numérique des déformations plastiques dues au grenaillage est traitée à partir des résultats de mesure. Les résultats numériques ont mis en évidence deux mécanismes de déformation en fonction de l’épaisseur de la tôle. Les résultats numériques corrèlent bien les observations expérimentales. L’intégration des résultats de calcul dans un modèle de produit est adressée et la démarche de simulation numérique est intégrée dans un protocole de conception pour la fabrication. Un cas d’étude proche de l’application industrielle est finalement traité
Author: AUGUSTO.. BARATA DA ROCHA
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Languages : fr
Pages : 429
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ETUDE THEORIQUE DE LA FORMABILITE DES TOLES MINCES LORS DE L'EMBOUTISSAGE. ETUDE SUR MODELE DES COURBES LIMITES DE FORMAGE A LA STRICTION OBTENUE PAR DES TRAJECTOIRES LINEAIRES OU COMPLEXES DE DEFORMATION ET ANALYSE D'UN ECOULEMENT PLASTIQUE HETEROGENE
Author: Ahmed Kacem
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Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la recherche d’une bonne maîtrise expérimentale et théorique en vue de déterminer la capacité limite de déformation de la tôle dans les procédés de mise en forme par relevage du bord. Le procédé de relevage du bord d’un trou est pris comme sujet pour développer la méthodologie d’analyse. L’étude a été menée sur deux tôles en aluminium A1050-H14 et A6061-O. Une caractérisation mécanique a été effectuée en utilisant des essais de traction et de cisaillement. Des modèles éléments finis ont été développés en utilisant des critères de plasticité isotrope et anisotrope. Ces modèles ont été améliorés par la prise en compte de l’endommagement. Des expérimentations ont été réalisées pour valider les résultats numériques. Dans une première partie, un intérêt a été porté à la maîtrise technologique du procédé en analysant l’effet de taux de réduction sur le procédé de relevage du bord d’un trou. Une méthodologie a été mise au point pour distinguer deux conditions de relevage : avec ou sans laminage. L’étude s’est ensuite orientée vers la quantification de l’effet des différentes hypothèses de l’anisotropie de la tôle. L’accent a été mis sur la qualité de la prédiction numérique de quelques paramètres. Ensuite, le travail a été focalisé sur l’identification de la capacité limite de déformation d’un bord relevé. Un critère macroscopique d’initiation de rupture avec une approche non couplée a été adopté pour la prédiction de l’ampleur de l’endommagement. Enfin, on s’est intéressé à la caractérisation de l’endommagement dans un bord relevé en utilisant le modèle d’endommagement couplé de Gurson-Tvergaard-Needleman.
Author: Jean-Louis Barrat
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521789530
Category : Science
Languages : en
Pages : 410
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Book Description
Presenting a unified approach, this book focusses on the concepts and theoretical methods that are necessary for an understanding of the physics and chemistry of the fluid state. The authors do not attempt to cover the whole field in an encyclopedic manner. Instead, important ideas are presented in a concise and rigorous style, and illustrated with examples from both simple molecular liquids and more complex soft condensed matter systems such as polymers, colloids, and liquid crystals.
Author:
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ISBN:
Category : Materials
Languages : en
Pages : 358
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