Modélisation et étude numérique du plissement des tôles dans les processus d'emboutissage profond

An analytical and numerical study of sheet wrinkling in deep drawing processes

• Auteur / Autrice : João Pedro De Magalhães Correia
• Direction : Gérard Ferron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur. Mécanique des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Metz
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPMM - Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux - FRE 3236

Mots clés

Mots clés contrôlés

Travail de la tôle

Résumé

L'apparition de plis au cours des procédés d'emboutissage des tôles mécaniques est devenu un défaut fréquent en raison de la tendance vers une diminution de l'épaisseur, favorable à l'allégement des structures. L'objet de cette étude est de prévoir l'apparition et les caractéristiques du plissement en fonction des propriétés d'anisotropie plastique du matériau. Deux méthodes de prédiction du plissement ont été mises en œuvre. Nous développons tout d'abord une étude analytique de l'apparition du plissement afin de déterminer des courbes limites de plissement (CLP) pour une plaque puis pour une coque doublement courbée. La seconde méthode utilise ensuite les capacités des simulations par éléments finis à prévoir le plissement en emboutissage. Nous présentons les prévisions obtenues par éléments finis pour deux essais d'emboutissage profond. Enfin nous comparons les prévisions numériques aux prévisions analytiques et aux résultats expérimentaux. L'influence de l'anisotropie normale et de l'anisotropie transverse sur les CLP est discutée. L'influence de l'anisotropie sur l'apparition du plissement dans un processus réel d'emboutissage est aussi discutée. Nous obtenons un accord correct entre les prévisions analytiques et la bifurcation identifiée à partir des simulations par éléments finis. De plus, ces prévisions analytiques et numériques sont en bonne concordance avec les expériences

The development of wrinkles in sheet metal stamping processes is a defect which becomes more and more frequent, owing to the trend in decreasing sheet thickness, so as to decrease the weight of structures. Te aim of this work is the prediction of wrinkling. The influence of plastic anisotropy on wrinkling behavior is also investigated. Two methods are developed in order to capture the initiation of wrinkling. An analytical study of wrinkling is first developed, which allows us to determine wrinkling limit curves (WLC) for a plate and for a doubly-curved shell. The ability of finite element (FE) simulations to capture the onset of wrinkling is also explored. Finite element simulations of real deep drawing processes are then presented. The finite element results are finally compared with the predictions of the analytical WLC and with the experiments. The influence of normal and planar anisotropy on the WLC is discusses. We obtain a good agreement between analytical predictions and the bifurcation estimated from the FE simulations. Moreover, analytical and numerical predictions are in fair agreement with experiments