thesis

Modélisation phénoménologique du comportement des matériaux frittants et simulation numérique du frittage industriel de carbure cémenté et d'alumine

Defense date:

Jan. 1, 2000

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Institution:

Grenoble INPG

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Authors:

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Abstract EN:

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Abstract FR:

L'objectif de ce travail est le controle des phenomenes macroscopiques lors du frittage de pieces en materiaux durs tels que wc-co ou alumine. L'influence des gradients de densite a vert sur les changements de forme des pieces fait l'objet d'une attention particuliere. A partir du formalisme de la thermodynamique des milieux continus, une relation de comportement est definie. La densite relative est la seule variable interne retenue pour decrire l'etat du materiau. Une analyse bibliographique montre ensuite la tres grande diversite des lois issues de modelisations micro-macro et souligne la grande complexite des modeles les plus evolues et le manque de mesures experimentales. Plusieurs methodes originales d'identification des parametres de la relation de comportement en fonction de la densite relative et de la temperature sont alors proposees. Pour la determination des cinetiques de frittage, un cycle de dilatometrie dit escalier est elabore a partir d'un essai de reference. Il permet l'identification immediate d'une loi phenomenologique simple. Les validations faites sur differents cycles montrent la fiabilite de l'expression caracterisee. Le comportement sous sollicitations intermittentes est ensuite etudie pour acceder aux viscosites de volume et deviatoire en fonction. Un appareillage d'extensometrie optique a specialement ete developpe pour la mesure des deformations en temperature. La derniere partie utilise le modele determine experimentalement pour la simulation numerique du frittage par la methode des elements finis. On montre que la prise en compte de l'elasticite du materiau est inutile voire nefaste au deroulement d'un calcul rapide. Enfin, but ultime de ce travail, des pieces industrielles sont simulees et des conclusions sont tirees sur l'importance des parametres d'entree de la simulation.