Identification of inelastic cyclic behaviour of thin metal sheets under very large strain from instrumented micro forming process
Institution:
Bourgogne Franche-ComtéDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The success of micro product's industrialization depends on the conception, design and manufacturing process. A crucial step is the characterization of the material used in the numerical simulations. Although it gives some mechanical properties of material, tensile test is far from representing the complete deformation produced in the material. Therefore another test, Micro Incremental Deformation (Micro InDef), test which has non homogeneous deformation and which is rich in charactérization data is developped, based on Micro Single Point Incremental Forming (µSPIF).To modelise the limit of formability (especially the damage of materials), Lemaitre's constitutive model is chosen due to its possibility to define the material behaviour by using continuum mechanics and thermodynamics of irreversible processes. Within this study, Micro InDef as material characterization test is validated. Moreover, the material parameters identified are proven to be physical parameters, instead of only mathematical fitting, using an identifiability method. Once Lemaitre's model is identified, experimental tests and finite element simulations are performed on tensile tests, shearing tests, forming limit tests and out-of-plane tests, to verify the reliability and adaptability of our identification.This study is applied in an industrial project within the connector domain, which use copper alloys.
Abstract FR:
Le succès de l'industrialisation des micro-produits dépend des processus de conception et de fabrication. Une étape cruciale est la caractérisation du matériau utilisé dans les simulations numériques. Bien qu’il confère certaines propriétés mécaniques au matériau, l’essai de traction est loin de représenter la déformation complète subie par le matériau. Par conséquent, un autre test, Micro Incremental Deformation (Micro InDef), test présentant une déformation non homogène et riche en information, est développé sur la base du micro formage incrémental mono-point (µSPIF).Pour modéliser la formabilité du matériau (en particulier l'endommagement de matériaux), le modèle de Lemaitre est choisi en raison de sa capacité à modéliser le comportement du matériau en s'appuyant sur la mécanique des milieux continus et la thermodynamique de processus irréversibles. Dans cette étude, le Micro InDef test en tant que test de caractérisation de matériau est validé. De plus, en utilisant une méthode d’identifiabilité, il est prouvé que les paramètres matériaux identifiés sont des paramètres physiques, et non un simple lissage mathématique. Une fois le modèle de Lemaitre identifié, des tests expérimentaux et des simulations éléments finis sont effectués sur des tests de traction, des tests de cisaillement, des courbes limites de formage et des essais hors plan, afin de vérifier la fiabilité et l'adaptabilité de notre identification.Cette étude est finalement appliquée à un projet industriel dans le domaine des connecteurs, qui utilise principalement les alliages de cuivre comme matériau constitutifs.