Prédiction des instabilités élasto-plastiques locales : Application à l'emboutissage

• Auteur / Autrice : Nathalie Boudeau
• Direction : Jean-Claude Gelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Besançon
• Jury : Président / Présidente : Michel Brunet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Robert Charlier, François Moussy, F Rondé-Oustau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Robert Arrieux, Jean-Pierre Cordebois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Emboutissage (travail des métaux)

Anisotropie

Éléments finis, Méthode des

Effet de striction (physique)

Résumé

Ce travail est consacré au phénomène de striction localisée dans le cadre de l'emboutissage. Les aspects expérimentaux sont développés où l'influence des paramètres métallurgiques, matériels macroscopiques et de procédés a été rappelée. Les différentes modélisations possibles du phénomène ont été répertoriées et étudiées. Parmi les nombreuses modélisations existantes, deux approches fondamentalement différentes ont été retenues, étudiées numériquement et comparées : modèle à deux zones et la technique des perturbations linéarisées pour deux applications bien disctintes. La première intéresse vivement les industriels. L'approche choisie se distingue des autres travaux puisque nous développons un critère de détection de striction purement numérique alors que les critères utilisés par ailleurs sont expérimentaux (courbes Limites de Formage ou Courbes Limites en Contraintes). La technique des perturbations linéarisées a été adoptée pour être utilisée en post-traitement de résultats éléments finis afin de prédire le phénomène de striction localisée dans les tôles minces embouties. De nombreux exemples comme les essais Nakazima et Marciniak, l'emboitissage de la boîte carrée ont données des résultats tout à fait satisfaisants. Une étude complémentaire a été réalisée et a montré le bon comportement du module de détection de striction vis-à-vis des paramètres de procédé ; il semble donc que nos ayons développé un outil intéressant pour la Conception Intégrée des Outils. De plus, l'étude menée a révélée que le module détectait non seulement des instabilités de type striction mais aussi de type plis ; ce module pourrait alors être utilisé pour commander un remaillage permettant ainsi de visualiser les bandes de striction et les plis dans les pièces embouties. La Seconde application a été motivée par une modélisation plus physique du comportement matériel : nous avons choisi une loi polycristalline. La technique des perturbations a été adaptée à cette loi polycristalline. Ceci permet de déterminer le caractère instable ou non au niveau monocristal. L'originalité du travail se situe dans la méthode adoptée pour caractériser l'instabilité au niveau du polycristal. L'approche a été validée par la construction de Courbes Limites de Formage. On a retrouvé l'ensemble des caractéristiques des CLF vis-à-vis des trajets de déformation et du carctère anisotrope des tôles. On a aussi montré l'importance de la strucuture cristalline sur le phénomène de striction localisée. On a à tout moment fait la correspondance entre les points en striction sur les CLF et les aspects microstructuraux en examinant les figures de pôles ; on a aussi pu montrer l'apparition d'une texture ''cube'' à l'apparition de striction dans le cas de matériaux présentant une texture initiale de laminage. On a également retrouvé de nombreux résultats expérimentaux à savoir la présence d'une anisotropie induite d'autant plus élevée que l'anisotropie initiale est importante, la grande stabilité de la texture générée par un mode d'expansion équibiaxée.