Etude de la résistance thermique de contact à l'interface de solides déformables en frottement

= Study of the thermal contact resistance in forging processes

• Auteur / Autrice : Anne-Sophie Marchand
• Direction : Martin Raynaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance des matériaux

Frottement

Forgeage

Travail des métaux

Transfert de chaleur

Résumé

L'objectif de ce travail était d'introduire dans les codes de calcul de mise en forme des paramètres thermiques d'interface outil-lopin prenant en compte leur dépendance vis-à-vis de l'ensemble des paramètres thermo-physiques et rhéologiques. L'étude numérique proposée, a été fondée sur un modèle microscopique du contact dans lequel, l'outil parfaitement rigide crée, par son déplacement, une vague plastique déformable à la surface du lopin. Elle a permis de déterminer des expressions analytiques de la Résistance Thermique de Contact (RTC) en fonction des paramètres géométriques du contact et des propriétés des matériaux et du lubrifiant. Un dispositif expérimental a été mis en place pour valider les corrélations dans le cas de contacts secs. Une validation supplémentaire a été réalisée en comparant les RTC issues des corrélations aux résultats obtenus à partir de modèles de contact existants. Les corrélations ont été introduites dans le code de calcul de mise en forme POLLUX, qui considérait jusqu'à présent une

A numerical study is realised to estimate the Thermal Contact Resistance (TCR) between the tool and the workpiece during forming processes. The approach is based on a thermo-mechanical microscopic model of the contacting surfaces which assumes that during the relative motion between the tool and the workpiece, the perfectly rigid tool asperities create plastic waves on the workpiece contact surface. Empirical relationships are proposed, to determine the TCR as a function of the interface geometry and the thermal properties. The predictive capability of the relationships is obtained by comparing its outputs with the TCR determined from the numerical calculation. Furthermore, an experimental set up is designed so as to compare the experimental and the numerical values of the TCR and to validate the correlations for dry contacts. Another validation is also done by comparing the results with other thermal models for a particular geometry. These correlations are introduced in the numerical code of hot forming processes.