Analyse des procédés de sertissage de tôles métalliques : aspects expérimentaux et numériques, endommagement des pièces serties
Institution:
LorientDisciplines:
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Abstract EN:
This study, in collaboration with psa peugeot citroën company, focus on the numerical and experimental aspects of the hemming process of metallic sheets. Hemming is an assembly process at room temperature, performed by plastic deformation of outer and inner skins of automotive opening parts. Two materials are studied : an aluminium alloy of the 6000 serie and a bake-hardening steel. The characterization is performed using tensile and cyclic shear tests. An elastoviscoplastic model using either isotropic or anisotropic yield criteria coupled with isotropic and mixed hardening is studied. A specific hemming device was designed to flange and hem curved surface and curved edge samples, by classical and roll-hemming processes. These samples are pre-strained by biaxial expansion, trimmed by laser, flanged and hemmed on the device. These hemming tests constitute an experimental database used to validate and compare the finite elements simulations. A highly localized and severe plastic deformation is observed during the process that leads to the damage of the hemmed edge on the aluminium alloy. A constitutive law that takes into account the ductile damage was proposed and identified to predict hemming limits.
Abstract FR:
Cette etude, realisee dans le cadre d'une these en contrat cifre avec la societe Psa peugeot citroën, a pour objectif l'etude experimentale et numerique du procede de sertissage des toles metalliques. Il s'agit d’un procede d'assemblage par deformation plastique a froid, entre la peau exterieure et la doublure (partie renforçante) d'un ouvrant automobile. Deux materiaux sont etudies : un alliage d’aluminium de la serie 6000 et un acier a bake hardening. Leur caracterisation est realisee a l'aide d'essais permettant la determination des parametres materiaux d'une loi de comportement elastoviscoplastique avec des criteres de plasticite isotrope et anisotrope couples a un ecrouissage isotrope et mixte. Un dispositif de sertissage specifique a ete conçu pour permettre le tombage et le sertissage classique et par roulage d'eprouvettes de laboratoire galbees avec des bords courbes. Ces eprouvettes ont subi des predeformations par expansion biaxiale puis sont decoupees par laser, tombees et serties sur le dispositif. Ces essais ont constitue une base de donnees experimentale afin d’etre confronte aux resultats de la modelisation numerique par elements finis. La deformation plastique equivalente atteint localement des valeurs entre 0. 8 et 1. 0 dans la zone pliee et des fissures peuvent apparaitre pour l'alliage d'aluminium. Une loi de comportement qui prend en compte l'endommagement ductile a ete identifiee afin de determiner la limite de sertissabilite de la structure