Simulation numérique de l’emboutissage de tôles minces par une approche pseudo-inverse avec prise en compte de l’endommagement
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Abstract EN:
The present thesis has been carried out in the labaratory GMMS of Reims University, Champagne Ardenne. It was in the contract of the State-Region Plan « Simul-Endo » on sheet forming simulation using Inverse Approach and Pseudo-Inverse Approach by the FEM method. In the sheet forming process and more generally for mechanical pieces, the material is under grand irreversible deformation with the contact and the friction as well as the thermic transfer between the pieces and the tools. The grand (visco)- plastic deformations often generate the surfacic or volumic micro-defaults that develop then in the work-piece. The development of these defaults during the sheet forming causes the creation of the macroscopic crack that can be immediately visible or volumic and non-visible that make therefore the application dangerous. The numeric simulation of the sheet forming process must allow the engineer to anticipate the apparition possibility of the dammaged zone in the work-piece during the virtuel process. This will then allow to stop the numeric simulation (often expensive in terms of the computation time in 3D) and play on the technologic parameters of the process in order to obtain a good work-piece. The main objective of the present thesis is to applicate the theoric and numeric tools in the simulation of thin sheet forming in order to optimize the fabrication in considering the dammage
Abstract FR:
Cette thèse a été réalisée au sein du laboratoire GMMS à l’Université de Reims Champagne Ardenne. Elle s’inscrit dans le cadre du contrat de Plan Etat-Région « Simul-Endo » sur la simulation de l’emboutissage par Approche Inverse (AI) et Approche Pseudo Inverse (API) par éléments finis. Lors de la mise en forme de pièces minces et plus généralement de pièces mécaniques, les matériaux sont soumis à de grandes déformations irréversibles (de plusieurs dizaines de pourcents), au contact et au frottement entre pièces et outils ainsi qu’au transfert thermique entre pièces et outils. Ces grandes déformations (visco)-plastiques génèrent souvent des micro-défauts surfaciques ou volumiques qui se développent ensuite dans la pièce. L’évolution de ces défauts, au cours de la mise en forme, conduit à la formation de fissures macroscopiques pouvant être soit immédiatement visibles; impliquant la perte de celle-ci avant son utilisation, soit volumiques et non visibles rendant ainsi dangereuse la mise en service. La simulation numérique des procédés de mise en forme doit donc être en mesure de permettre à l’ingénieur de prévoir la possibilité d’apparition de zones endommagées dans la pièce au cours du déroulement du procédé virtuel. Cela lui permettra alors d’arrêter la simulation numérique (souvent coûteuse en temps de calcul en 3D) et d’agir sur les paramètres technologiques pertinents du procédé afin d’obtenir une pièce saine. L’objectif principal de cette thèse est la mise au point d’outils théoriques et numériques destinés à la simulation de l’emboutissage des tôles minces en vue d’optimiser la fabrication en tenant compte de l’endommagement