Simulation numérique de l'endommagement ductile en formage de pièces massives

Numerical simulation of ductile damage in bulk metal forming

• Auteur / Autrice : Jean-François Mariage
• Direction : Khémais Saanouni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences mécaniques pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Élastoplasticité

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Résumé

Ce travail consiste en la mise au point d'une méthodologie simplifiée de réalisation virtuelle de procédés de formage avec la prise en compte de l'endommagement. Ceci permettra de prévoir l'apparition de l'endommagement ductile en cours de procédé. Une formulation théorique générale du couplage comportement-endommagement est introduite avec prise en compte d'une loi d'évolution de l'endommagement ductile. L'algorithme d'intégration utilise une méthode classique de prédiction élastique-correction plastique pour le calcul des incréments des variables internes par un schéma de Newton-Raphson. Pour valider cette méthodologie, une large gamme de procédés dont certains sont issus de l'industrie, tels que le découpage de tôle, la compression de cylindres, le filage. . . Est présentée, et comparée avec des essais expérimentaux quand cela est possible. La capacité de cette méthodologie à prédire correctement l'initiation et la propagation de l'endommagement en mise en forme est clairement démontrée

In this work, a simplified numerical methodology is proposed in order to simulate bulk metal forming processes with ductile damage occurerence. This allows to "optimize" the process plan in order to avoid the damage occurrence when we look to obtain an undamaged part ; or to enhance the damage occurrence in order to simulate any metal cutting operation. The proposed methodology uses a simple thermo-(visco)plastic constitutive equations (Prandtl-Reuss) "weakly" or "strongly" coupled with a simple ductile damage model (CDM). The initial and boundary value problem associated with the global equilibrium is also solved using a static implicit Newton-Raphson scheme. The consistent tangent stiffness matrix is then derived including the damage effect. Many simple and industrial bulk metal forming processes have been simulated in order to show how the numerical methodology in well working. The obtained results are very convincing from both qualitative and quantitative point of view