MODELISATION NUMERIQUE DE LA MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) PDF Download
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Author: LAURENT.. SANCHEZ
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL, REALISE EN COLLABORATION AVEC LE CEA GRENOBLE, EST D'AMELIORER LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE DE MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) AFIN DE REDUIRE LES COUTS DE FABRICATION. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES LOIS DE COMPORTEMENT PERMETTANT DE CARACTERISER LES PHENOMENES PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LA DEUXIEME PARTIE EST AXEE SUR LA PRESENTATION ET L'ETUDE DETAILLEE DU CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS (CASTEM2000) ET SUR LE MODELE VISCOPLASTIQUE D'ABOUAF IMPLANTE DANS CE CODE. NOUS DONNONS AUSSI LES VALEURS DES PARAMETRES THERMIQUES ET MECANIQUES NECESSAIRES AUX SIMULATIONS NUMERIQUES. NOUS PROPOSONS, DANS LA TROISIEME PARTIE, D'AMELIORER LA MODELISATION REALISEE AVEC LA LOI D'ABOUAF EN PRENANT EN COMPTE D'ABORD LA RIGIDITE DE LA GAINE ET ENSUITE L'EFFET DE LA DENSITE SUR LA DIFFUSIVITE THERMIQUE ET LE MODULE D'YOUNG DE LA POUDRE. PUIS DANS LA QUATRIEME PARTIE, DE NOUVELLES LOIS DE COMPORTEMENT PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES SONT PROPOSEES ET TESTEES. CES LOIS DOIVENT ETRE PLUS A MEME DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE MAIS AUSSI DE LA GAINE ET DES OUTILLAGES. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS DE DEUX PIECES DE VALIDATION FABRIQUEES AU CEA GRENOBLE. LES MODIFICATIONS PROPOSEES SONT TESTEES ET COMPAREES A L'EXPERIENCE. ELLES PERMETTENT D'AMELIORER SENSIBLEMENT LES PREDICTIONS NUMERIQUES ET SONT PLUS PROCHES DES COTES MESUREES.
Author: LAURENT.. SANCHEZ
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL, REALISE EN COLLABORATION AVEC LE CEA GRENOBLE, EST D'AMELIORER LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE DE MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) AFIN DE REDUIRE LES COUTS DE FABRICATION. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES LOIS DE COMPORTEMENT PERMETTANT DE CARACTERISER LES PHENOMENES PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LA DEUXIEME PARTIE EST AXEE SUR LA PRESENTATION ET L'ETUDE DETAILLEE DU CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS (CASTEM2000) ET SUR LE MODELE VISCOPLASTIQUE D'ABOUAF IMPLANTE DANS CE CODE. NOUS DONNONS AUSSI LES VALEURS DES PARAMETRES THERMIQUES ET MECANIQUES NECESSAIRES AUX SIMULATIONS NUMERIQUES. NOUS PROPOSONS, DANS LA TROISIEME PARTIE, D'AMELIORER LA MODELISATION REALISEE AVEC LA LOI D'ABOUAF EN PRENANT EN COMPTE D'ABORD LA RIGIDITE DE LA GAINE ET ENSUITE L'EFFET DE LA DENSITE SUR LA DIFFUSIVITE THERMIQUE ET LE MODULE D'YOUNG DE LA POUDRE. PUIS DANS LA QUATRIEME PARTIE, DE NOUVELLES LOIS DE COMPORTEMENT PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES SONT PROPOSEES ET TESTEES. CES LOIS DOIVENT ETRE PLUS A MEME DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE MAIS AUSSI DE LA GAINE ET DES OUTILLAGES. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS DE DEUX PIECES DE VALIDATION FABRIQUEES AU CEA GRENOBLE. LES MODIFICATIONS PROPOSEES SONT TESTEES ET COMPAREES A L'EXPERIENCE. ELLES PERMETTENT D'AMELIORER SENSIBLEMENT LES PREDICTIONS NUMERIQUES ET SONT PLUS PROCHES DES COTES MESUREES.
Author: CYRIL.. NICOLLE
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Languages : fr
Pages : 150
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LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD (CIC) EST LE SEUL PROCEDE QUI PERMETTE D'ELABORER DES ECHANTILLONS TOTALEMENT DENSES EN BORE PUR. A PARTIR D'UNE POUDRE DE BORE COMPACTEE DE FACON ISOSTATIQUE A FROID, ON OBTIENT UN ECHANTILLON EN CRU QUI EST PLACE DANS UN CONTENEUR EN TITANE. UN CYCLE DE CIC A UNE TEMPERATURE DE 1500\C ET AVEC UNE PRESSION D'ARGON DE 150 MPA EST ALORS APPLIQUE A CET ECHANTILLON. AFIN D'OPTIMISER LE CYCLE DE CIC ET POUR PREVOIR LA DEFORMEE FINALE D'UNE PIECE, ON A RECOURS A LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE EN UTILISANT UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS. LA MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA POUDRE DE BORE A HAUTE TEMPERATURE EST ALORS NECESSAIRE. POUR CE FAIRE UN GRAND NOMBRE D'ESSAIS DE CIC ET DE COMPRESSION UNIAXIALE ONT ETE EFFECTUES POUR DES DENSITES RELATIVES DE 0,65 A 1 ET DES TEMPERATURES DE 1300 A 1550\C. LA LOI D'ABOUAF, QUI A ETE UTILISEE POUR CETTE MODELISATION, PERMET DE DECRIRE CORRECTEMENT L'ENSEMBLE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. PAR AILLEURS, LA TAILLE DES GRAINS DES ECHANTILLONS DENSIFIES A ETE ANALYSEE PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE, PAR EBSD ET PAR MICROSCOPIE OPTIQUE, ET ON A PU MONTRER QU'IL N'Y AVAIT PAS D'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE DU BORE PENDANT LE PROCEDE DE CIC. LA SIMULATION NUMERIQUE DES DEUX EXPERIENCES, COMPRESSION UNIAXIALE ET CIC, A ENSUITE ETE REALISEE AVEC LE MODELE IDENTIFIE POUR LE BORE A L'AIDE DU LOGICIEL ZEBULON 7. DANS LE PREMIER CAS, ON UTILISE CET OUTIL POUR INTERPRETER LES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC DES HYPOTHESES REALISTES. DANS LE CAS DE LA CIC, ON PEUT PREDIRE LA DEFORMEE ET LA DENSITE FINALE D'UNE PIECE. CES CALCULS ONT ETE EFFECTUES POUR LES CYLINDRES EXPERIMENTAUX ET POUR UNE PIECE DE VALIDATION EN FORME DE TUBE, ET LES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC LES OBSERVATIONS EXPERIMENTALES.
Author: CHRISTOPHE.. DELLIS
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Languages : fr
Pages : 189
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CE MEMOIRE S'INTERESSE A LA MODELISATION DE LA MISE EN FORME DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LES LOIS DE COMPORTEMENT ET LEUR UTILISATION POUR LA SIMULATION NUMERIQUE DES PROCEDES INDUSTRIELS Y SONT ABORDEES, AINSI QUE LA MODELISATION MICROMECANIQUE. L'INFLUENCE DES PARAMETRES INTERVENANT DANS LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD EST TOUT D'ABORD ETUDIEE A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS, EN COMPARANT CERTAINES GRANDEURS EXPERIMENTALES MESURABLES AVEC LES PREVISIONS FOURNIES PAR LE CALCUL. NOUS AVONS ENSUITE MODELISE NUMERIQUEMENT L'EVOLUTION EN GRANDES DEFORMATIONS DU CONTACT ENTRE DEUX SPHERES SOUS L'ACTION D'UNE FORCE NORMALE ET TANGENTIELLE. NOS RESULTATS SONT COMPARES AUX MODELES EXISTANTS, QUI SONT LIMITES AUX PETITES DEFORMATIONS ET ONT ETE TRES PEU VALIDES JUSQU'A PRESENT, ET NOUS PROPOSONS DE NOUVELLES RELATIONS FACILEMENT UTILISABLES DANS LES MODELES MICROMECANIQUES. ENFIN, UNE ETUDE DE LA RHEOLOGIE DES POUDRES METALLIQUES A L'AIDE DE LA TECHNIQUE D'HOMOGENEISATION A DOUBLE ECHELLE EST PRESENTEE. UNE NOUVELLE FORME DE LA LOI DE COMPORTEMENT DU MATERIAU MACROSCOPIQUE EST OBTENUE. SA DETERMINATION COMPLETE EXIGE UNE MODELISATION NUMERIQUE SUR UN VOLUME ELEMENTAIRE REPRESENTATIF DU MATERIAU. A PARTIR DE TELLES MODELISATIONS, REALISEES ESSENTIELLEMENT SUR DES CELLULES BIDIMENSIONNELLES, NOUS MONTRONS COMMENT L'ON PEUT OBTENIR UNE NOUVELLE FORMULATION DE LA LOI DE COMPORTEMENT OU BIEN IDENTIFIER LES FONCTIONS RHEOLOGIQUES DES MODELES PHENOMENOLOGIQUES EXISTANTS
Author:
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Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 244
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Author: Jacques Besson
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Languages : fr
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La compaction isostatique a chaud (cic) permet de produire des pièces céramiques de forte densité avec des microstructures homogènes. Pour mieux comprendre les processus de densification et pour être capable de prévoir les formes finales, des équations constitutives tenant compte du comportement mécanique et des évolutions microstructurales, ont été developpees et introduites dans un code de calcul utilisant la méthode des éléments finis. Les expériences ont été menées sur une poudre d'alumine pure, considérée comme un matériau modèle. Une alumine renforcée par des whiskers de sic ainsi qu'une poudre de diborure de titane ont également été étudiées. Des pièces céramiques tests ont été réalisées et comparées aux résultats de simulations afin de valider les équations constitutives proposées
Author: DAVID.. LASALMONIE
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Languages : fr
Pages : 187
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LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD DE POUDRES METALLIQUES PERMET DE FABRIQUER DES PIECES COMPLETEMENT DENSES, POUVANT COMPORTER DES GEOMETRIES COMPLEXE IMPOSSIBLE A REALISER PAR USINAGE. CECI PERMET ALORS DE PRODUIRE EN UNE SEULE ETAPE DES PIECES QUI, HABITUELLEMENT, SONT REALISEES PAR FORMAGE ET ASSEMBLAGE. DANS CETTE OPTIQUE, LA FORME DU MOULE DANS LEQUEL EST VERSEE LA POUDRE DETERMINE ENTIEREMENT LA FORME DE LA PIECE FINALE. LA METHODE UTILISEE POUR OPTIMISER LA FORME DU MOULE AFIN D'OBTENIR UNE PIECE AYANT LES COTES DESIREES, EST BASEE SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DU CYCLE DE MISE EN FORME. LA VALIDITE DE CE PROCEDE EST DONC BASEE SUR LA VALEUR PREDICTIVE DE LA SIMULATION. L'ETUDE PRESENTEE ICI PORTE SUR LA SIMULATION DE LA DENSIFICATION DE POUDRE DE SUPERALLIAGE BASE NICKEL, LE SY625, DANS UN CONTENEUR EN ACIER DOUX, LE XC18. LA SIMULATION DEMANDE LA CONSTITUTION D'UNE BASE DE DONNEES IMPORTANTE, TANT POUR LA POUDRE QUE POUR LE CONTENEUR. NOUS AVONS TOUT D'ABORD DETERMINE LES PROPRIETES MECANIQUES ET THERMIQUES DEPENDANT DE LA TEMPERATURE POUR LES DEUX MATERIAUX PAR UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ET EXPERIMENTALE. LES LOIS DE FLUAGE DU XC18 ET DU SY625 DENSE ONT ETE DETERMINEES ENTRE 850\C ET 1150\C PAR DES ESSAIS DE COMPRESSION SIMPLE. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES RHEOLOGIQUES DU MODELE VISCOPLASTIQUE DE DENSIFICATION UTILISE, CELUI D'ABOUAF, A ETE REALISEE SUR UNE LARGE GAMME DE DENSITE RELATIVE, ENTRE 75% ET 100% (DENSITE RELATIVE DE REMPLISSAGE : 73%). DEUX PIECES DE VALIDATION ONT ETE FABRIQUEES DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE AFIN D'EVALUER LES PERFORMANCES DE LA SIMULATION. LA SIMULATION PAR ELEMENTS FINIS DE LA DENSIFICATION EST REALISEE GRACE AU LOGICIEL PRECAD. LES RESULTATS DE CALCULS EN DEUX OU TROIS DIMENSIONS MONTRENT UNE BONNE PREVISION DES DEFORMATIONS. LE MODELE D'ABOUAF ET LE LOGICIEL PRECAD DANS SA VERSION ACTUELLE SEMBLENT DONC APTE A SIMULER LA DENSIFICATION DE PIECES INDUSTRIELLES A PARTIR DE POUDRE DE SY625. NOUS AVONS ENFIN OBSERVE UNE RECRISTALLISATION DES GRAINS DANS LE SY625 PENDANT LA DENSIFICATION. UN PLAN D'EXPERIENCES NOUS PERMET DE PREVOIR LA FRACTION RECRISTALLISEE DU SY625 ELABORE PAR CIC ET D'EN DEDUIRE SES PROPRIETES EN FLUAGE.
Author: Christophe Dellis
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 189
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Author: OLIVIER.. BOUAZIZ
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 186
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LA COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD (CIC) D'UNE POUDRE DE 316LN EST APPARUE UNE SOLUTION AVANTAGEUSE POUR LA MISE EN FORME DE PIECES EN ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE DU CIRCUIT PRIMAIRE DES REACTEURS A EAU PRESSURISEE (REP). DANS LE CADRE DE CETTE APPLICATION, CETTE THESE A DEVELOPPE LA MODELISATION DU PROCEDE. DANS UN PREMIER TEMPS, LES LOIS DE COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUES DU MATERIAU DE MOULE (ACIER 304L) ET DE LA POUDRE D'ACIER 316LN ONT ETE DETERMINEES EXPERIMENTALEMENT ENTRE 800 ET 1125C PAR DES ESSAIS DE COMPRESSION SIMPLE ET DE COMPRESSION ISOTROPE EN PALIER DE PRESSION. DES ESSAIS ISOTROPES COMPLEMENTAIRES A PRESSION VARIABLE ET/OU A TEMPERATURE INFERIEURE A 700C ONT PERMIS DE COMPLETER LA LOI VISCOPLASTIQUE D'ABOUAF PAR UNE CONTRIBUTION PLASTIQUE INDEPENDANTE DU TEMPS. CE MODELE A DEUX DEFORMATIONS INELASTIQUES DECRIT ALORS LA DENSIFICATION DE LA POUDRE DE 316LN DE 20 A 1125C POUR DES VITESSES DE MISE EN PRESSION ET DE CHAUFFAGE VARIEES. ENFIN, L'ENSEMBLE DES PARAMETRES VISCOPLASTIQUES, COMPLETE PAR UNE RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES PROPRIETES THERMIQUES ET ELASTIQUES DES MATERIAUX MIS EN OEUVRE, A ETE INTRODUIT DANS LE CODE DE CALCUL PRECAD DEVELOPPE AU CEA/CEREM. LA MISE EN FORME D'UNE PIECE DE VALIDATION AXISYMETRIQUE AINSI QUE CELLES DE DEUX PIECES TRIDIMENSIONNELLES ONT ETE SIMULEES. CES PIECES ONT PAR AILLEURS ETE FABRIQUEES ET LES MESURES DIMENSIONNELLES ONT ETE ALORS COMPAREES AUX RESULTATS DES CALCULS 2D ET 3D. POUR TOUTES CES PIECES, LES DEFORMATIONS SONT PREVUES PAR LA MODELISATION.
Author: Ala Zouaghi
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
On s'est intéressé dans ce travail à la modélisation 2D et 3D du procédé CIC (Compaction Isostatique à Chaud) à l'échelle mésoscopique, en vue d'une compréhension approfondie des différents mécanismes physiques impliqués dans la densification de poudre. Le modèle est formulé dans un cadre eulérien, et est basé sur l'utilisation de la méthode level-set couplée avec une technique de génération et d'adaptation de maillages éléments finis afin de modéliser la déformation des particules de poudre sur un Volume Élémentaire Représentatif (VER). La génération des particules a été effectuée avec un générateur statistique de microstructures en tenant compte d'une distribution réelle de la taille des particules. Les conditions aux limites mécaniques ont été appliquées sur le VER, entraînant la déformation des particules et la densification du VER. Dans ce travail, la déformation viscoplastique des particules a été considérée comme le seul mécanisme de densification (mécanisme prépondérant pour une grande partie du temps du procédé). A partir de données issues de simulations macroscopiques du mécanisme CIC pour le cas de particule de poudre 316L, des simulations mésoscopiques ont été réalisées (approche macro-méso). Les résultats de ces simulations sont présentés et discutés à la lumière d'une étude expérimentale (microscopie optique, MEB, EBSD et EPMA) de la structure et microstructure des particules, obtenues à partir d'essais de compactions interrompus. De plus, des essais mécaniques ont été réalisés à température ambiante sur des lopins totalement denses issus du procédé CIC.Mots clés : CIC, 316L, compaction de poudre, fonction level-set, génération et adaptation de maillages, échelle mésoscopique, étude expérimentale, microstructure, EBSD, essais mécaniques.
Author: Vincent Bonnefoy
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 292
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Book Description
Ce travail s'inscrit dans l'obtique d'un transfert de compétences entre laboratoires universitaires et industriels métallurgie des poudres. Ses objectifs correspondent à deux réalités:la réalité industrielle dont l'intérêt se tourne vers la simulation numérique de la mise en forme comme outil de conception et la réalité universitaire qui se propose de répondre au besoin industriel en développant les moyens et méthodes nécessaires. Une première partie illustre l'approche proposée pour aboutir à la simulation numérique de la mise en forme d'une pièce industrielle. Successivement, les étapes de caractérisation expérimentale, de modélisation du comportement et de resolution numérique sont traitées et analysées. La comparaison entre les pièces simulées et réelles permet de valider la démarche et d'offrir des perspectives d'optimisation. Deux aspects particuliers sont ensuite approfondis en raison de leur caractère critique au sein du procédé et de la démarche exposée. Ainsi, le problème du frottement aux iterfaces poudre/outils est abordé dans une deuxième partie. L'étude expérimentale de nouveaux types d'outils (matériaux et revêtements) apporte un début de réponse aux préoccupations industrielles concernant la maîtrise de ce phénomène limitant du procédé. Enfin, une troisième partie est consacrée aux aspects plus purement liés à la modélisation du comportement des poutres. L'analyse d'une base de données expérimentale sur cinq poutres de natures distinctes permet de cerner l'influence de leurs caractéristiques sur leurs comportements et jette notamment les bases d'un nouveau concept. Une synthèse bibliographique des modèles appliqués à la métallurgie des poutres vient compléter ces concidérations pour favoriser l'adéquation entre une modélisation et le matériau traité. La conclusion fait le point sur la démarche de simulation numérique et synthétise les apports du présent travail dans le cadre du transfert de compétence envisagé.
