Caractérisation d’un matériau ductile et étude analytique et numérique de l’endommagement au cours d’un procédé de mise en forme

During the metal forming process, the avoidance of ductile fracture has been of great interest to the scientific and engineering communities over the past decades. Hence, ductile damage prediction remains a key issue for achieving defect-free products. In this paper, the elastoplastic damage behaviour of DC04 steel has been studied and simulated to predict the fracture during the deep drawing process and reduce the industrial trial cost. In this context, a fully coupled elastoplastic damage model has been developed and implemented in the Abaqus explicit code using the VUMAT subroutine, knowing that the used elastoplastic and the damage parameters were identified by experimental tests. Numerical simulations have been performed to validate this model, followed by comparisons with the experimental results. These comparisons show a good correlation between the experimental and simulation results and good agreement with the empirical observations. Thus, the initiation of damage and its evolution leading to ductile fracture can be predicted using this model

Modélisation du frottement en Mise en forme

La thématique de recherche proposée tourne autour de trois axes. Le premier portera sur la mise au point de modèles de frottement et de leurs applications à certains procédés de mise en forme (laminage, emboutissage, ou forgeage). Le second portera sur les effets du frottement dans l’usure des outils de mise en forme. Le troisième abordera l’impact du frottement sur les problèmes rencontrés pour réussir une opération de mise en forme. La problématique des effets du frottement et de son influence sur le déroulement des opérations de mise en forme et de la prés.mise au point de modèles simples et rapide d’exécution afin d’être utile pour le pilotage des opérations industrielles. Aujourd’hui, Il est connu que le développement des outils de simulations très puissants permet de simuler aisément les procédés de mise en forme. Cependant, le temps de calcul long rend leurs utilisations peu recommandables pour les industriels. L’objet du travail de recherche proposé est d’arriver à des modèles simples, rapides d’exécution et fiables. Cela est possible grâce à des méthodes simples de calcul en mise en forme tout en introduisant les progrès récents, tant dans les lois de comportement que les lois de frottement ou la prédiction des échanges thermiques. Plus concrètement, les procédés de mise en forme à modéliser peuvent concerner le laminage à chaud des tôles ou du rond à béton. Il est aussi possible d’envisager le forgeage ou un autre procédé de mise en forme. Les méthodes de calcul utiliseront les méthodes simples déjà connus (méthode des tranches, méthodes de la borne supérieure ou inférieure, méthodes énergétiques…) avec des tentatives et/ou propositions de leurs améliorations. Les lois de comportement à implanter doivent être les plus actuels possibles avec si possible prise en compte des aspects microstructuraux. En outre, comme la température joue un rôle très important dans la loi de comportement, il est donc indispensable de prédire son évolution lors du procédé étudié. Les lois de frottement peuvent être usuelles (Coulomb, Tresca, Norton Hoff) ou avec prise en compte de la lubrification. Ce qui donnera des modèles qui combinent la mécanique des solides à la mécanique des fluides avec hypothèses films minces. En finalité, les modèles à développer vont être thermomécaniques.

Simulation et Modélisation d’un procédé de mise en forme.

Mise au point d’un modèle simplifié et la confrontation de ses résultats à quelques simulations tridimensionnelles, bidimensionnelles et monodimensionnelles de logiciels commerciaux. La validation du modèle proposé permettra aux industriels de l’utiliser pour piloter leurs opérations. Une fois validé, le modèle mis au point permettra des publications. Il pourra aussi être breveté. Aussi, il pourra être utilisé par les étudiants en fin de cycle ou en travaux pratiques.

Modélisation Thermomécanique et simulation du laminage des tôles et du rond à Béton

L’objectif scientifique de ce travail est de développer des modèles simples mais ouverts aux progrès récents en mise en forme qui donnent de bonnes prédictions. Il pourra contribuer à aider les industriels à mieux piloter leurs opérations industrielles. L’impact sera donc important pour l’économie locale où l’industrie sidérurgique occupe une place stratégique. Le modèle développé par Sili et al pour le cadre visqueux Newtonien a été amélioré et étendu au cas viscoplastique et plastique. D'autres extensions sont prévues ainsi que leurs utilisations au laminage du rond à béton. Leurs validations permettront des publications et de brevets.

Modélisations simplifiées de quelques procédés de mise en forme des métaux (laminage, forgeage ,filage, emboutissage) et leurs comparaison

Résumé L’objectif initial de la thèse était de proposer une nouvelle modélisation simplifiée pour les procédés de mise en forme des métaux ( laminage ,emboutissage…).Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé de tenter de construire un modèle simplifié semi-analytique du laminage appliquer au laminage tandem pour résoudre le problème de régulation des tensions intercages. Basé sur les tranches méthode, la technique proposée développe un modèle de calcul pour une seule cage puis le généralise pour cinq cage en tenant compte de l’elasticité des cylindres. Une étude expérimentale de caractérisation et de réalisation de l’emboutissage pour plusieur matériaux a était faite afin d’illustré les courbe limite de formage (CLF) et présenter l’influence de défirent paramètre sur cette dernière. Des modèles de substitution basés sur ANN et polynomiaux sont développés pour prédire l’effort du laminage lors du laminage à froid des produits plats. Les modèles basés sur ANN ont montré d'excellentes capacités prédictives à condition que l'échantillonnage d'apprentissage soit suffisamment grand (plus de 500 éléments). En revanche, les modèles polynomiaux convergent beaucoup plus rapidement vers leur précision optimale (échantillonnages de dizaines d'éléments) mais leur capacité prédictive est plus limitée, à moins que l'ordre des polynômes ne soit augmenté. L'échantillonnage par hypercube latin était plus efficace que l'échantillonnage aléatoire dans tous les cas.