Modélisation de la plasticité orthotrope en contraintes planes : application à la détermination des limites de formage des tôles

Constituve modelling for plane-stress plasticity of orthotropic sheets : application to determination of sheet forming limit

• Auteur / Autrice : Rabih Makkouk
• Direction : Gérard Ferron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Travail des métaux

Travail de la tôle

Plasticité

Contraintes (mécanique)

Résumé

La prévision de la répartition des déformations dans l'emboutissage des tôles et des limites de formage exige l'introduction dans les codes de calculs de lois décrivant avec précision le comportement plastique du matériau. Le but du présent travail est de proposer une modélisation de la surface d'écoulement plastique applicable aux matériaux orthotropes en contraintes planes. Cette modélisation est basée sur une représentation en coordonnées polaires de la surface d'écoulement dans l'espace des contraintes principales, et prend en compte l'orientation des axes principaux de contraintes par rapport aux directions principales d'orthotropie. Par rapport aux critères de plasticité classiques, la modélisation proposée a permis d'améliorer notablement la description des surfaces de plasticité expérimentales ou obtenues par un calcul d'homogénéisation. De même, elle a permis de mieux décrire les variations de la contrainte en traction uniaxiale en fonction de l'angle entre la direction de laminage et la direction de traction. Nous avons introduit le critère de plasticité proposé dans un code de calcul de prévision des limites de formage dans le cas d'une tôle isotrope transverse sollicitée en expansion. Les résultats montrent que la prise en compte d'améliorations réalistes concernant la forme de la surface de plasticité permet une meilleure prévision des limites de formage

The prediction of strain distributions and forming limits in sheet-metal forming process requires the use of accurate constitutive relations of the plastic behaviour in numerical computations codes. The aim of this work is to propose a modelling of plastic yielding that apllies to orthotropic materials under plane stress conditions. This modelling is based on a planar coordinate representation of the yield surface in principal stress-space, with account of the orientation of principal stress axes with respect to principal directions of orthotropy. In comparison with classical plastic yield criteria, the modelling allows us to obtain improved agreement with experimental yield surfaces or with results from homogenisation computations. It also allows an improved description of the variation of the uniaxial yield stress as a function of the angle between tensile axis and rolling direction. The yield criterion has been implemented in calculations of the forming limits of sheets with transversely-isotropic behaviour, in the stretching range. The results show that realistic improvements concerning the shape of the yield surface lead to a better prediction of the forming limits