Contribution a la simulation numerique tridimensionnelle du forgeage a chaud : etude du contact et calcul multigrille

• Auteur / Autrice : Katia Mocellin
• Direction : Lionel Fourment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Ce travail se situe dans le cadre de la modelisation numerique par elements finis du procede de forgeage a chaud des metaux. Il a pour but l'optimisation du logiciel de simulation numerique tridimensionnelle forge3. Il s'oriente autour de deux points bloquants pour une utilisation de ce logiciel : des problemes de precision sur la surface de contact entre la piece et l'outil et un temps de calcul eleve. Dans la premiere partie, on etudie le probleme du contact unilateral. En partant de la methode de penalisation existant, on ameliore l'algorithme de contact par la mise en place d'un algorithme implicite. On valide ces developpements sur plusieurs cas de forgeage ou l'on montre l'apport du nouvel algorithme en terme de precision de gestion de la surface entre la piece et l'outil. Dans la seconde partie, on traite du probleme de temps de calcul. Malgre la mise en place d'une methode de calcul parallele les delais de calcul pour une simulation tridimensionnelle restent tres eleves. Nos travaux ont donc consiste a remplacer le solveur de type residu minimal implemente dans forge3 par une methode asymptotiquement optimale basee sur l'utilisation de multigrilles. Nous avons developpe une methode originale utilisant la methode de residu minimal comme lisseur et une methode de raffinement de maillage pour la construction des differents niveaux. Nous avons optimise cet algorithme en introduisant en particulier un preconditionneur utilisant une factorisation de crout incomplete pour les resolutions grille grossiere. Les resultats obtenus en bigrille sur differents cas de forgeage sont excellents et les quelques resultats sur un calcul avec trois niveaux de maillage sont tres encourageants.