Contribution à l’étude du retour élastique lors de la mise en forme des produits plats
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The prediction of the sheet metal's springback after deep drawing is an important issue to solve for the control of manufacturing processes. Nowadays, the importance of this problem increases because of the use of steel sheeting with high yield stress and also aluminium alloys. A mechanical theory have been developed and is implemented in a software called PLIAGE in order to predict the final shape of the drawing. This software is used now by the French car manufacturer RENAULT. LIAGE is a semi analytical software and does not use the F. E. M. Formulation. So, the computation time is very short but it is not prejudicial to the quality of the results. The principle of calculations is the following one: first, the forming process is simulated geometrically in order to find the areas of the drawing which have experienced the same strain path. The steel sheet may be considered as being composed of fibres in accordance with its thic kness. Stresses at the end of deep drawing and the residual stresses are computed for each identical strain history area by solving the Prandtl and Reuss plasticity equations associated with a non linear kinematic hardening model proposed by Lemaître and Chaboche. The calculations take into account the evolution of the Young's modulus versus plastic strain because of the importance of this parameter for springback computation. After the final stress state is entirely computed, the residual radius of the identical history strain area is calculated to determine springback. The complete shape, after springback, is rebuilt with the residual radius of each area. This theory implemented in the software PLIAGE was proved and validated by industrial and laboratory experiments. PLIAGE is interfaced with the CAD software EUCLID IS and is used by the Metal Forming Process Departrnent of RENAULT.
Abstract FR:
La prévision du retour élastique des tôles après emboutissage est un problème important pour la maîtrise des procédés de fabrication. Cette importance s'accroît de plus en plus avec l'emploi d'aciers à haute limite d'élasticité ou d'alliages d'aluminium. … Dans le but de connaître précisément la géométrie des emboutis après retour élastique, nous avons développé, dans ce mémoire, une théorie mécanique qui est exploitée actuellement dans un logiciel appelé PUAGE, utilisé par le constructeur automobile RENAULT. PLIAGE est un logiciel semi- analytique qui ne fait pas appel à une formulation par éléments finis. De ce fait, les temps de calcul sont très courts, sans nuire à la qualité des résultats fournis. Le principe de calcul est le suivant : l'emboutissage est simulé géométriquement pour connaître les zones de la pièce qui ont subi le même trajet de déformation. Ces zones de même histoire sont décomposées en fibres suivant leur épaisseur. Les calculs des états de contraintes en fm de formage et résiduelles se font pour chacune de ces zones en résolvant les équations de plasticité de Prandtl et Reuss associées à un modèle d'écrouissage cinématique non linéaire proposé par Lemaître et Chaboche. Le calcul prend en compte la variation du module de Young en fonction de la déformation plastique équivalente pour une meilleure approche de la réalité physique. Une fois que l'état de contraintes final est déterminé, le rayon résiduel qui caractérise le retour élastique de la zone est calculé. Le profil complet, après retour élastique, est construit en faisant tangenter entre eux les arcs de cercles dont les rayons sont les rayons résiduels des différentes zones de même histoire de déformation. Cette théorie mécanique par le biais du logiciel PLIAGE a été validée expérimentalement sur des emboutis industriels ainsi que sur des emboutis en Oméga produits au cours d'expérimentations de laboratoire. PLIAGE est interfacé avec le logiciel de C. A. O. EUCLIDIS et est utilisé parle service méthode emboutissage de RENAULT