Modélisation théorique et numérique de la formabilité des flans aciers raboutés laser - Validation expérimentale

par Sadok Gaied

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Jean-Marc Roelandt et de Francis Schmit.

Soutenue en 2008

à Compiègne .


  • Résumé

    La technologie des flans raboutés consiste à assembler en bout à bout, par soudage laser, différentes tôles d'acier d'épaisseur et de qualité métallurgique appropriées. La détermination et l'utilisation des critères de formabilité sont devenues nécessaires, pour l'estimation de la déformation limite à rupture. Pour répondre à ces besoins, une approche multi-critères a été développée pour la prévision de la rupture des assemblages soudés dans le métal de base, la zone d'interaction et la soudure elle-même. Pour généraliser le concept de Courbe Limite de Formage au cas de situations pour lesquelles les hypothèse des gradients de contraintes et de déformations prises en compte, nous avons proposé une approche tridimensionnelle de la formabilité de métal de base. Ce modèle rend bien compte de l'influence des états de déformations et de contraintes dans l'épaisseur. La deuxième partie porte sur le critère de formabilité dans la zone proche de la soudure pour bien analyser l'interaction entre les deux métaux. Ainsi, nous avons proposé une nouvelle méthode numérique pour la prédiction de la striction. Cette méthode, fait intervenir la vitesse de déformation. La dernière partie est dédiée à l'évaluation de la formabilité des assemblages des aciers dans le cas de la rupture dans la soudure. Ce modèle est basé sur un couplage thermique métallurgique et mécanique pour la détermination la déformabilité maximale de la soudure. Cette approche prédictive corrèle bien avec les résultats expérimentaux.

  • Titre traduit

    Numerical and analytical modelling of Laser Welded Blanks formability - Experimental validation


  • Résumé

    A Laser Welded Blank (LWB) consists of steel sheets with different thickness and strength levels, welded together to produce a single blank prior to the forming process. However, in order to take advantage of this technology, designers need to overcome the formability of LWBs and be able to accurately predict the LWB forming characteristics early in the design process. In order to forecast the formability of steel based Laser Welded Blanks in the base metal, in the interaction zone and in the weld seam, a multi-criteria approach was carried out. A new 3D formability model to avoid the failure in the base metal was used. This criterion is based on strain and stress gradient through the thickness. The second criteria applied in the interaction zone is based on the mechanical interaction between the two materials. The last model based on a coupled analysis including microstructure aspect, weld pool geometry and ductile fracture model, is used to predict the fracture in the laser seam,. A comparison of numerical and experimental results shows a good agreement. These approaches offer a considerable gain to obtain the Laser Welded Blanks formability for all configurations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 80 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008 GAI 1730
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