Modèles C. F. D. Et éléments finis pour la trempe thermique du verre plat : estimation des échanges radiatifs et convectifs, prédiction et contrôle des contraintes résiduelles

CFD and finite elements models for thermal tempering of flat glass : estimation of radiative and convective heat transfert, prediction and control of residual stresses

• Auteur / Autrice : Eric Romero
• Direction : Dominique Lochegnies
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert radiatif

Contraintes résiduelles

Photoélasticité

Éléments finis, Méthode des

Verre plat

Mots clés libres

Cfd

Acoustoélasticité

Résumé

La thèse porte sur la trempe thermique du verre plat sur une plate-forme de laboratoire en configuration simple-jet et sur une plate-forme industrielle en configuration multi-jets. La première partie concerne l'influence de la prise en compte du rayonnement sur l'estimation des contraintes résiduelles et transitoires. Des modèles CFD sont ensuite développés pour analyser l'écoulement d'air et déterminer le transfert convectif à la surface du verre. Par couplage des modèles EF 3D, les contraintes résiduelles sont calculées. Des mesures de contraintes par photoélasticité permettent une première validation de l'approche numérique. Finalement, une nouvelle méthode de contrôle par ultrasons est proposée.

The framework of the thesis is the thermal tempering of flat glass on a laboratory installation and an industrial unit with single-jet and multi-jets coolings. The first part deals with the influence of radiation in the thermal modeling for the estimation of the transient and residual stresses along the thickness. CFD 3D models are then developed to analyze the air flow and determine the convective heat transfer on the glass surface during the tempering. By coupling these with 3D finite elements models, the tempering residual stresses are computed. Photoelasticity measurements of the stresses on the surface and the thickness of the tempered glass specimens validate the numerical approach. Finally, a new ultrasonic method to control the stresses is proposed.