Une plate-forme numérique pour l'identification des lois de comportement dynamiques non linéaires à l'aide d'essais d'impact multiples

A numerical platform for the identification of dynamic non-linear constitutive laws using multiple impact tests : application to metal forming and machining

• Auteur / Autrice : Lu Ming
• Direction : Olivier Pantalé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique, Mécanique des Matériaux
• Date : Soutenance le 28/03/2018
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie de Production (Tarbes ; 1989-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrice Longère
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Pantalé, Catherine Froustey
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Feulvarch, Alexis Rusinek

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Science des matériaux

Mots clés libres

Identification des paramètres

Lois de comportement dynamique non linéaire

Test d'impact de Taylor

VUMAT

Abaqus/Explicit

Parameter identification

Dynamic non-linear constitutive law

Taylor impact test

VUMAT

Abaqus/Explicit

Résumé

Le travail principal de cette thèse consiste à proposer une nouvelle procédure d'identification inverse appliquée aux situations de mise en forme et d'usinage des métaux, qui peut fournir un ensemble de paramètres appropriés pour toute loi constitutive elastoplastique suivant le modèle de plasticité de type J_{2} avec écrouissage isotrope, en évaluant la corrélation entre les réponses expérimentales et numériques. En premier lieu, un programme d'identification a été développé, en combinant l'algorithme de Levenberg-Marquardt et des méthodes de traitement de données pour identifier les paramètres constitutifs. En termes d'expérimentation, des essais de compression et de traction dynamiques ont été effectués. La forme finale déformée des spécimens, qui repose sur une analyse post-mortem, a été choisie comme quantité d'observation. Comme pour la simulation numérique, des modèles numériques de ces mêmes procédures expérimentales ont été construits en utilisant le code éléments finis Abaqus/Explicit afin de fournir des réponses numériques. Un algorithme numérique a été proposé pour l'implémentation de lois constitutives elastoplastiques définies par l'utilisateur dans Abaqus/Explicit.

The main concern of this thesis is to propose a new inverse identification procedure applied to metal forming and machining situations, which can provide an appropriate parameters set for any elastoplastic constitutive law following J_{2} plasticity and isotropic hardening, by evaluating the correlation between the experimental and numerical responses. Firstly the identification program has been developed, which combines the Levenberg-Marquardt algorithm and the Data processing methods to optimize the constitutive parameters. In terms of experimentation, dynamic compression and tensile tests have been conducted. The final deformed shape of specimens, which relies on a post-mortem analysis, has been selected as the observation quantity. As for the numerical simulation, the numerical models of the same experimental procedure have been built with the finite element software Abaqus/Explicit in order to provide numerical responses. A numerical algorithm has been proposed for the implementation of user defined elastoplastic constitutive laws in Abaqus/Explicit.