Méthode numérique couplant éléments finis de domaine et de contour pour l'optimisation des outils de mise en forme
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Abstract EN:
This research work deals with a numerical study coupling finite elements and boundary elements in order to optimize the lifespan of forming process tools. Dedicated software is developed, the latter allows to simulate forming process. The tool is discretized by boundary elements and the part, which is subjected to non-linearities, is discretized by finite elements. For the part, an isotrope law of behavior is integrated, and the damage is taken into account by the uncoupled Rice and Tracey model. A contact algorithm, coupling boundary elements and finite elements, is developed. For that, friction is described by the Coulomb law and the resolution of contact problems is done by the penalty method. An adaptive step has been developed in order to increase the robustness of the contact algorithm. The precision of the results is improved by using a technique of regulated adaptative mesh. Comparisons with Abaqus Standard software were done for validating this approach. In order to optimize the tool’s lifespan, an algorithm based on a method of smoothed surfaces is developed. This optimization algorithm takes into account the rupture criterion of Dang Van for the tool.
Abstract FR:
Ce travail de recherche concerne une étude numérique fondée sur le couplage en contact des éléments de domaine et de contour pour l’optimisation de la durée de vie des outils de mise en forme. Un logiciel de simulation métier est développé, ce dernier permet de simuler les procédés de mise en forme. L’outil est discrétisé par éléments de frontière tandis que la pièce, qui est soumise à de fortes non linéarités, est discrétisée en éléments de domaines. Pour la pièce, nous avons intégré une loi de comportement isotrope, et l’endommagement est pris en compte par le modèle découplé de Rice et Tracey. Un algorithme de contact couplant les éléments de frontière et les éléments finis est développé. Pour cela, le frottement est décrit par la loi de Coulomb et la résolution des problèmes de contact se fait par la méthode de pénalité. Un pas adaptatif a été développé pour augmenter la robustesse de l’algorithme de contact. La précision des résultats est améliorée en utilisant une technique d’adaptation de maillage réglé. Des comparaisons avec le logiciel Abaqus Standard ont été faites pour valider notre approche. Pour optimiser la durée de vie de l’outil, nous avons développé un algorithme basé sur une méthode de surfaces lissées. Cet algorithme d’optimisation prend en compte le critère de rupture de Dang Van pour l’outil.