thesis

Bandes de cisaillement en thermo-viscoplasticité dynamique : applications à l'usinage et à la rupture ductile des métaux

Defense date:

Jan. 1, 1996

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Institution:

Metz

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Dans la première partie de cette thèse, nous nous intéressons à l'écoulement plastique dans la zone primaire de cisaillement en coupe orthogonale, modélisée par une bande étroite d'épaisseur constante et de longueur infinie. L'écoulement viscoplastique dans la bande est analyse par une approche unidimensionnelle. Les effets de la conduction thermique et de la sensibilité à la vitesse de déformation sont étudies. L'analyse est ensuite appliquée à l'acier ainsi 4340 pour lequel la force de coupe est l'angle de cisaillement calcules sont en accord avec les résultats expérimentaux trouvés dans la littérature. Dans la seconde partie, le rôle d'une relation linéaire entre contrainte et vitesse, introduite comme une condition à la limite mixte, sur la stabilité non-linéaire des écoulements thermo viscoplastiques est analysée à l'aide de la méthode des éléments finis. Deux problèmes unidimensionnels sont considèrés. Nous étudions dans un premier temps les solutions stationnaires, après saturation de l'écrouissage du matériau. Des simulations numériques de l'évolution dans le temps des profils de températures et des déformations sont reportées pour valider l'analyse non-linéaire de stabilité des états stationnaires. Deux états stationnaires stables agissent comme attracteurs et le système en évolution depuis un état instable sélectionné un de ces attracteurs, en fonction de la perturbation initialement appliquée. Ces attracteurs et le temps nécessaire pour les approcher dépendent de la condition à la limite mixte. Le second problème concerne l'analyse du processus de localisation dans le dispositif expérimental des barres de kolksy en torsion. Nous montrons de quelle manière la condition à la limite mixte affecte l'épaisseur de la bande de cisaillement et la vitesse à laquelle la contrainte chute. Finalement, les résultats d'une analyse dynamique sont présents pour valider l'approximation quasi-statique et les conditions aux limites mixtes associées