Thèse soutenue

Contribution à l'étude de l'assemblage par clinchage : aspects numériques et expérimentaux

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Auteur / Autrice : Vincent Hamel
Direction : Jean-Marc Roelandt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Calcul et optimisation des structures mécaniques
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Ce travail concerne l'étude expérimentale et numérique du procédé d'assemblage par clinchage, qui agit par déformation à froid de tôles entre un poinçon et une matrice. Un logiciel de simulation métier est développé. La résolution de la formulation Lagrangienne actualisée est basée sur le schéma statique explicite. L'intégration de la loi de comportement élasto plastique de Prandtl Reuss et de la loi d'endommagement basée sur le potentiel de Gurson, est réalisée à l'aide du schéma explicite de Runge Kutta. Le contact et le frottement décrit par la loi de Coulomb sont pris en compte par la méthode de pénalité. La précision des résultats est améliorée par l'utilisation de techniques de remaillage automatique. Le transfert de champs est réalisé par approximation diffuse. L'évaluation par notre approche, de la géométrie finale du point clinché et de l'effort de mise en forme, est validée par comparaison avec des mesures expérimentales et des résultats numériques calculés avec la méthode statique implicite. Les influences du comportement mécanique des matériaux, du frottement ainsi que de la géométrie des outils sont évaluées numériquement et expérimentalement. Le mode de rupture pouvant se produire lors de la mise en forme est observé expérimentalement pour différentes géométries et matériaux. Le modèle permet de reproduire l'apparition de la striction menant à la rupture par instabilité plastique. Un critère numérique de rupture est alors proposé. La méthode de résolution employée est rapide et ne rencontre pas de problèmes de convergence. Elle permet d'évaluer l'ensemble des outils utilisables pour former correctement des points clinchés variés, mis en œuvre avec des matrices de forme TOX ou des matrices à parois mobiles.