Optimisation de la géométrie de l'outillage pour les procédés de forgeage

Optimisation of the geometric tools in the forming process

• Auteur / Autrice : Ibrahim Khoury
• Direction : Pascal Lafon, Laurence Giraud-Moreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes mécaniques et matériaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Forgeage

Élastoplasticité

Déformations (mécanique)

Mécanique de l'endommagement (milieux continus)

Simulation par ordinateur

Plan d'expérience

Résumé

La simulation numérique permet de mettre au point une nouvelle gamme de forgeage en remplaçant les essais longs et coûteux faits par le forgeron par des simulations numériques. Le laboratoire LASMIS a développé des modèles de comportements avancés permettant de rendre compte de l’effet de l’endommagement dans le comportement élasto-visco-plastique du matériau. Dans l’objectif d’une optimisation des gammes d’obtention de composants forgés, cette thèse a pour objet l’identification les paramètres géométriques pertinents pour des pièces axisymétriques. L’étude se limite au cas des pièces sans préforme ou à la dernière opération de forgeage en utilisant un modèle de comportement du matériau de type « élasto-plastique endommageable ». Les fonctions et critères sont l’énergie de forgeage et le remplissage correct de la matrice de finition. Dans ce travail, une procédure consistant à tester le remplissage, puis à localiser l’endommagement dans la pièce forgée est proposé. Une procédure semi automatique, phase de transition pour aller jusqu'à une réelle optimisation du procédé de forgeage a été mise au point L’originalité de ce travail est l’étude de l’effet des paramètres géométriques ayant des significations technologiques sur l’énergie de forgeage et sur l’apparition et la localisation de l’endommagement dans la pièce forgée

In the forging field, numerical simulation allows reducing the use of the experimental investigation and tests required in a real tryout process. In The LASMIS laboratory a finite element package has been developed to solve elasto-visco-plasticity problems with ductile damage in large deformation. In the optimisation of forming process, several research teams approached the optimization of performs. They don’t take into account the apparition of damage during the simulation of the forging process. The thesis objective is to identify the pertinent geometric parameters of axisymetric parts which allow the minimisation of the forging energy. The two major criteria’s are the correct filling and the absence of damage appearance. In this work, two automatic procedures are introduced to test the filling by comparing geometry of the rough forged and the machined one. Then a procedure has been set to localize if the damage occurs in zones that will be machined or in zones that are inside the machined forged part. Then, a semi automatic optimization method is described in order to study the effect of the geometric parameters on the forging energy with the constraint of maximal value of damage to be kept out of the final machined part. The originality of this work is the study of the effect of the geometrical parameters with technological significations on the forging energy and the appearance and the localization of the damage in the forged part