Thèse soutenue

Etude de l'interaction entre endommagement ductile et striction dans les tôles minces : application à la prédiction de la formabilité.
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Auteur / Autrice : Muhammad Waqar Nasir
Direction : Farid Abed-MeraimHocine Chalal
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique-matériaux (AM)
Date : Soutenance le 18/05/2021
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz) - Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz)
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Pierre-Olivier Bouchard
Examinateurs / Examinatrices : Farid Abed-Meraim, Hocine Chalal, Lionel Léotoing, Jean-Philippe Ponthot, Marion Martiny-Weitig, Laurent Tabourot
Rapporteurs / Rapporteuses : Lionel Léotoing, Jean-Philippe Ponthot

Mots clés

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Résumé

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La mise en forme des tôles minces est sans aucun doute l’un des procédés de fabrication les plus utilisés de nos jours dans divers secteurs industriels, tels que l’automobile, l’aérospatiale, l’électroménager et l’industrie alimentaire. Divers défauts dans la tôle peuvent apparaître durant sa mise en forme par déformation plastique, tels que le plissement, la striction ou la rupture. Plus précisément, ce travail de thèse se concentre sur l’étude de l’apparition des instabilités plastiques inhérentes au matériau lui-même, telles que la striction diffuse et la striction localisée, limitant ainsi sa formabilité. Le concept de courbes limites de formage (CLF) fournit les limites de déformations que les tôles peuvent supporter sans l’apparition de défauts indésirables. Ce présent travail contribue au développement d’outils théoriques et numériques pour la prédiction des CLF, ce qui permet de fournir une approche complémentaire aux essais expérimentaux à des fins de caractérisation de la formabilité des tôles minces. Pour cela, des modèles constitutifs phénoménologiques, basés sur le modèle original de Gurson, sont considérés dans la présente contribution. Concernant la prédiction des instabilités plastiques, plusieurs critères de striction diffuse et localisée, basés sur la théorie de la bifurcation et l’approche multi-zone (imperfection initiale), sont combinés aux modèles de comportement. Ces critères sont analysés et hiérarchisés en termes d’ordre de prédiction de la striction. Globalement, les résultats numériques montrent que, pour l’ensemble des lois de comportement considérées, le critère de bifurcation générale constitue une borne inférieure à tous les critères de bifurcation, en termes de prédiction de la striction. En ce qui concerne la prédiction de la striction localisée, le critère de perte d’ellipticité apparaît comme une borne supérieure à tous les critères de bifurcation, ainsi qu’à l’approche d’imperfection initiale.