Contact, frottement, grandes déformations élastoplastiques : application à l'emboutissage

Contact, friction, elastoplastic finite strains: sheet metal forming aplications

• Auteur / Autrice : Frédéric Dubois
• Direction : Patrick Chabrand, Michel Raous
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique du contact

Élasticité

Déformations (mécanique)

Résumé

Ce travail est une contribution a l'etude de problemes bidimensionnels de contact avec frottement, entre un corps rigide et un solide deformable elastoplastique, en presence de grandes deformations et de grands deplacements. Plus precisement, on s'interesse a l'influence du frottement et a l'influence de la presence des joncs de retenue sur le role du serre-flan en emboutissage. Le comportement volumique du materiau est suppose elastoplastique isotrope, avec ecrouissage isotrope. Le modele retenu utilise la notion de configuration intermediaire obtenue par decharge elastique locale du materiau. Le comportement entre la configuration intermediaire et la configuration actuelle est caracterise par une reponse hyperelastique. La configuration intermediaire est actualisee par integration des lois d'evolution plastique, en utilisant une methode de prediction elastique-correction plastique (par retour radial). Un traitement particulier du caractere incompressible de la plasticite, base sur une formulation a trois champs, est propose. Le comportement surfacique est decrit par des conditions de contact unilateral avec frottement de coulomb. La formulation continue en grandes deformations est abordee. La resolution des equations d'equilibre non-lineaires avec contraintes (dues au contact et au frottement) necessite l'utilisation d'une methode de newton generalisee. Differentes methodes numeriques pour resoudre, a chaque iteration d'equilibre, le systeme lineaire avec contraintes sont presentees et comparees: methodes de programmation mathematique (lemke, gauss-seidel, rosen), techniques de regularisation (penalisation, lagrangien augmente). Un algorithme de pilotage en deplacement permettant de maintenir l'effort applique par le serre-flan est propose. Des resultats d'etudes numeriques et experimentales sur l'influence du frottement sur les petits rayons sont presentes et compares. Enfin un probleme d'emboutissage complet est traite