Modélisation de lignes d'écoulement en extrusion angulaire à section constante et non-constante

Flow line modeling of equal and non-equal channel angular extrusion

• Auteur / Autrice : Arman Hasani
• Direction : László S. Toth
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 04/06/2009
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPMM - Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux - FRE 3236
• Jury : Président / Présidente : Werner Skrotzki
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roxane Massion-Arruffat, Olivier Bouaziz, Benoît Beausir, Saïd Ahzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Extrusion (mécanique)

Modèles mathématiques

Mécanique des fluides

Mots clés libres

ECAE

NECAE

Résumé

Deux nouveaux modèles de ligne l'écoulement ont été proposés; un nouveau « fan-modèle » (FM) et un « modèle de loi-puissance » généralisé (PLM). Le FM est examiné sur les lignes d'écoulement expérimentalement obtenues pour Al par une ECAE de 90° et de 120°. Le PLM est comparé également aux champs d'écoulement obtenus à partir des simulations d'éléments finis. Pour le PLM, les effets de ses paramètres sur le taux maximum de déformation et la déformation équivalente de von Mises sont analysés. Les lignes d'écoulement expérimentales de l'Al dans les ECAE à 90° et 120° sont analysées avec le PLM. En utilisant le PLM, l'effet de la contre-pression sur le champ de déformation dans une ECAE ECAE de 90° pour un alliage d'aluminium 6061 est analysé. L'application de ces deux modèles dans la simulation de texture est présentée. L'effet de chaque paramètre de PLM sur le développement de texture dans la ECAE de 90° et de 135° a été simulé. La comparaison des textures simulées avec celles de l'expérience pour le Cu et l'Al obtenus à partir des essais ECAE à 135° est présentée et les différences entre elles ont été discutées. Les simulations de texture pour le Cu extrudé par une ECAE à 90° employant le modèle ligne d'écoulement appelé fan-type sont faites. L'extrusion angulaire de canal non-égal (NECAE) comme nouveau procédé de SPD est également présentée. Le changement de forme d'un élément de matière pendant ce procédé dans une matrice à 90° est étudié et une nouvelle fonction de ligne d'écoulement est proposée. En outre, le développement de texture dans NECAE est simulé et comparé aux textures dans le procédé d'ECAE

Two new flow line models were proposed; a new “fan-model” (FM) and a generalized “power-law model” (PLM). The FM is tested on experimentally obtained flow lines in Al ECAE processed through a 90° and a120° die. The PLM is compared also with the flow fields obtained from finite element simulations. For the PLM, the effects of its parameters on the maximum strain rate and von Mises equivalent strain are analysed. The experimental flow lines in ECAE deformed Al are analyzed with regard to these parameters and their variation within the 90° and 120° dies is discussed. Using the PLM, the effect of the back pressure on the deformation field in a 90° ECAE die for an aluminium alloy 6061 is analysed. Application of these two models in texture simulation is presented. The effects of each parameter of PLM on texture development in 90° and 135° ECAE die have been simulated. The comparison of simulated textures with those from experiment for Cu and Al obtained from 135° ECAE tests was presented and the differences between them were discussed. The texture simulations for Cu ECAE processed through a 90° die using the fan-type flow line model is done with a very good agreement with experiment. The non-equal channel angular extrusion (NECAE) as a new SPD process is also presented. Material element shape change during this process within a 90° die is studied and a new flow line function is presented and validated using finite element simulations. Furthermore, texture development in NECAE is simulated and compared with the textures of the ECAE process