Plasticité dynamique des tôles : instabilité thermomécanique et nouvelle technique du poinçonnement par impact

Dynamic plasticity of sheet metals : thermomechanic instability and a new technique of bulging by impact

• Auteur / Autrice : Hassan Boumaaïz
• Direction : Janusz Roman Klepaczko
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Travail de la tôle

Plasticité

Usinage

Mots clés libres

Emboutissage

Poinçonnement quasi-statique

Perforation

Résumé

Ce travail consiste à traiter deux problèmes importants dans le domaine industriel. Le premier correspond à la localisation de la déformation et à l'instabilité thermomecanique. Alors que le second est celui de perforation des tôles minces par impact direct. L'influence de l'échauffement adiabatique sur les courbes limites de formage des aciers doux est montrée. La modélisation basée sur l'approche de Marciniak-Kuczynski, en utilisant la théorie de déformation avec écrouissage isotrope, a montré une élévation plus importante de température et de déformation dans la bande de striction que dans la zone homogène. Une nouvelle technique expérimentale du poinçonnement dynamique a été réalisée à l'aide du canon à air comprimé et du tube d'Hopkinson. L'objectif est de déterminer le comportement des aciers doux à grandes vitesses d'impact, et de mettre en évidence leur sensibilité à la vitesse du projectile. L'expérience a montré que lorsque la vitesse du poinçon (projectile) augmente, la force critique, l'énergie critique et l'énergie de perforation augmentent aussi, mais de façon non linéaire, sauf dans le domaine quasi-statique ou l'augmentation est linéaire. L'avantage de cette technique peut-être mis à l'origine pour l'étude des métaux et alliages, ainsi que les polymères et composites

This work is focussed on two important problems for the industry. The first one is the strain localization and thermo-mechanical coupling. The second one concerns perforation of the thin mettalic sheets, by a direct impact. The effect of adiabatic heating on the FLD (Forming limit diagram) has been analysed for mild steels. The modelling is based on the Marciniak-Kuczynski approach, where the deformation theory with the isotropic hardening was used. It was shown that the most intense increase of temperature and deformation occurs inside the instability band than in the zone of the uniform deformation. A new experimental technique of dynamic bulging by direct impact of a hemispherical projectile has been developped using an air launcher and a Hopkinson tube. The aim was to find response of a sheet made of mild steel to different impact velocities (up to 100m/s). Another goal was to study the rate sensitivity of bulging at different impact velocities. Experments performed within a wider range of velocities, from quasi-static to impact, have shown that the increase of the punch velocity (projectile) cause an increase of the critical force of frcture and perforation energy. Those effects are non-linear with respect to high velocities, but at the range of the lower velocities those quantities are proportional to the logarithm of the punch velocity