Tesi: "Simulations de formage"

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Barbier, Cyrille. "Le Formage de composants en petites dimensions : investigations expérimentales, modélisation et simulations numériques". Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2055.

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Abstract (sommario):

L'expansion du marché des micro-composants est la principale cause du développement des procédés de micro- formage. Les méthodes conventionnelles de mise en forme doivent nécessairement s'adapter à cette évolution. Mais lors d'une opération de micro-formage, les phénomènes physiques et mécaniques observés ne sont plus identiques à ceux observés à l'échelle macroscopique. Ces effets d'échelle demandent à être pris en compte dans les modèles numériques afin de pouvoir simuler le micro-formage. L'objectif de ces travaux a été de développer une modélisation du comportement volumique et surfacique des structures pour des opérations de mise en forme. L'approche choisie dans cette étude pour la modélisation des effets d'échelle est basée sur une modification des modèles macroscopiques en intégrant des paramètres pertinents. Dans un premier temps, la mise en évidence de la miniaturisation sur le comportement mécanique d'un matériau est présentée grâce à des essais de compression. Ces essais donnent ensuite lieu à la proposition d'un modèle original pour la prise en compte des effets d'échelle dans le comportement volumique du matériau. Dans un second temps, la caractérisation de l'influence de l'état de surface de la pièce et des outils en micro-formage est abordée. Pour cela un plan d'expériences numérique permet de proposer un modèle original caractérisant et prenant en compte de manière réaliste le comportement tribologique à l'interface pièce-outil en micro-formage. Cette approche permet de simplifier la prise en compte numérique de la rugosité de surface tout en préservant l'aspect réaliste du modèle. Enfin, les deux modèles développés sont mis en application sur un essai industriel de forgeage de micro-pignon. Les premiers résultats obtenus par comparaison entre les mesures expérimentales et les simulations numériques sont de bonne qualité et encourageant quant à la poursuite de l'investigation dans ce sens
The development of the production of very small components is the main reason of the development of cold metal forming processes. Technologies for metal forming must be adapted to this evolution. The problem in reducing the scale is the apparition of physical and mechanical phenomenon which are not the same than these observed at the macroscopic scale. These size effects have to be considered in the numerical models in order to realise microforming simulations. Ln this work, a modelling of material behaviour and a characterisation of the roughness influence is investigated. The approach is based on the modification of macroscopic models in which some pertinent parameters are introduced. First, the influence of miniaturisation on material behaviour is studied thanks to compression tests. A new model of the constitutive behaviour which takes into account the size effects on material flow is proposed. Second, the influence of the roughness in microforming is characterised and modelled. A numerical design of experiments based on cylinder upsetting tests is achieved to define the influence of the surface geometric properties on the friction coefficient and connect the surface roughness to the coefficient of friction. Finally, the two models proposed are applied on an industrial forming operation, the micro-gear forging. The first results obtained by the comparison between experimental measures and numerical simulations are encouraging

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Martinier, Alexandre. "L’étude de la durée de vie des aciers réfractaires pour les moules de formage superplastique : essais et simulations". Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1447.

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Abstract (sommario):

Le formage superplastique est une technique innovante de mise en forme des matériaux, mettant à profit les propriétés superplastiques de certains alliages. Les industriels, principalement dans l’aéronautique, conscients des avantages technologiques sont dors et déjà utilisateurs. Toutefois les conditions extrêmes de formage imposent sur les outillages en acier réfractaire de très fortes contraintes thermomécaniques occasionnant leur détérioration. Ce travail a pour objet : l’étude de la durée de vie des aciers réfractaires constitutifs des moules de formage superplastique. Le travail vise à introduire des outils de simulations numériques afin d’assister la conception et le dimensionnement des outillages. Une étude bibliographie sur les conditions de service et un état de l’art sur les aciers réfractaires ont été conduits. Une large campagne d’essai de fatigue cyclique à haute température a permis d’identifier un modèle de comportement élasto-viscoplastique cyclique et de proposer une méthodologie de prédiction de la durée de vie. Pour cela, un modèle d’endommagement en fluage formulé en déformation a été modifié pour prendre en compte les effets de fatigue-relaxation à haute température, par l’introduction d’un effet de fréquence. Parallèlement, des investigations sur la microstructure, ont été réalisées à différentes échelles d’observation ; celles-ci ont mis en évidence le comportement mécanique très hétérogène du matériau à l’échelle du grain. L’ensemble de ces résultats a été utilisé dans le cadre d’une prédiction, par simulation numérique par éléments finis, de la durée de vie en fatigue haute température d’éprouvettes avec différents rayons de fond d’entaille
Superplastic forming is an innovative material forming process, making profitable the alloy superplastic properties. The companies, mainly in aeronautical industry, knowing this technological advantage are already end-users. However an extreme forming environment is imposed on the casted heat-resistant Ni-Cr-Fe steel tooling, generating very high thermomechanical stresses and causing their premature damage. The main objective of this work is to study the high temperature behaviour and the life-time of heat-resistant steel superplastic forming moulds. In this frame, work aims at introducing computer simulation tools in order to assist the design and the dimensioning of the moulds. A bibliographic study on the operational conditions and a state of the art on high temperature properties of heat-resistant steels were performed. A cyclic fatigue test campaign at high temperature (25°C-950°C) was performed to identify, on the one hand, a cyclic elasto-visco-plastic constitutive model, and on the other hand to propose a methodology for life-time prediction. To this extend, a strain formulated creep damage model was modified in order to take into account the effects of fatigue-relaxation at high temperature, by introducing a frequency effect. In parallel, the microstructural investigations at different observation scales have shown a heterogeneous mechanical behaviour of material at the grain scale. All these results were used in a validation stage that compares high temperature fatigue tests on notched samples with the finite element simulations

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Fromentin, Sylvie. "Etablissement d'un critère de striction intrinsèque des tôles et validation numérique par simulations d'emboutissage". Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Fromentin.Sylvie.SMZ9814.pdf.

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Abstract (sommario):

Le développement de la striction localisée pendant le formage des tôles métalliques a conduit à de nombreuses études ayant pour objectif de déterminer les déformations limites définissant le succès des procédés de mise en forme. Ces déformations limites sont généralement présentées sous la forme de courbes limites de formage (CLF). Ce travail s'appuie sur l'analyse de ces limites de formage à partir d'une approche de localisation de la déformation plastique en présence d'un défaut d'épaisseur dans la tôle (analyse Marciniak - Kuczynski). Une description des surfaces de plasticité orthotrope en contraintes planes, proposée récemment, a été utilisée dans le cas d'un matériau à isotropie planaire. Les simulations effectuées pour des trajectoires de déformation linéaires, bilinéaires et curvilignes montrent que les limites de formage peuvent être représentées avec une bonne précision par une courbe unique définie dans les axes correspondant à la déformation équivalente limite en fonction du rapport des vitesses de déformation. Des expressions analytiques de cette courbe limite sont proposées en fonction de la taille initiale du défaut et des paramètres caractérisant le comportement plastique du matériau. Ces expressions ont été implantées dans le code de calcul par éléments finis ABQUS/Standard, afin de tester leur efficacité à déceler l'apparition de la striction dans des simulations numériques de l'emboutissage. Un critère de rupture ductile a également été implanté afin de tester si la ruine de l'embouti est contrôlée soit par la croissance d'une zone de striction soit par la rupture. Parallèlement, des simulations d'opérations simples d'emboutissage, comme le poinçonnement hémisphérique, l'emboutissage profond de godet et le gonflement hydraulique, ont montre les rôles respectifs des paramètres du comportement plastique et du frottement tôle - outils sur la localisation de la déformation plastique
The development of localized necking during forming operations of metal sheets has led to numerous studies aiming at determining limit strains that define the success of the forming process. These limit strains are generally presented in the form of the forming limit diagram (FLD). This work is based on the analysis of these forming limits by using a strain localization approach in the presence of a thickness defect in the sheet (Marcianiak – Kuczynski analysis). A description of orthotropic yield surfaces under plane stress recently proposed has been used in the case of a planar isotropic material. Simulations for linear, bilinear and curvlinear strain paths show that the forming limit can be represented with a good accuracy by a single curve defined in the axes corresponding to the effective limit strain as a function of the strain rate ratio. Analytical expressions of this limit curve are proposed, which depend on the initial size of the defect and on parameters characterizing the plastic behaviour of the material. These expressions have been implemented in the ABAQUS/Standard finite elements code, so as to test their efficiency to detect the onset of necking in numerical simulations of sheet metal forming processes. A criterion of ductile fracture also has been implemented to test whether the ruin of stamping is controlled by the growth of a necking zone or by fracture. In addition, simulations of simple forming operations, such as the hemispherical punch test, the cup drawing test or the bulging test, have shown the respective effects of the parameters characterizing the plastic behaviour, and of friction between the tools and the workpiece, to plastic flow localization

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Xenos, Sokratis. "Porous materials : constitutive modeling and computational issues". Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAX040.

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Abstract (sommario):

Ce travail porte sur le développement, la calibration et l'implémentation numérique d'un nouveau modèle élastoplastique entièrement explicite, isotrope et indépendant du taux de déformation pour les matériaux métalliques poreux. La microstructure est supposée être constituée d'une distribution aléatoire de vides sphéroïdaux de même forme, orientés de manière aléatoire et avec une probabilité uniforme. Le modèle proposé est basé sur des estimations d'homogénéisation antérieures qui utilisent une théorie de comparaison composite linéaire (LCC). Pour évaluer l'exactitude du modèle analytique, nous réalisons des simulations éléments finis tridimensionnelles à grandes déformationsd'éléments de volume représentatifs (RVE) avec les microstructures correspondantes. Une calibration appropriée des paramètres du modèle conduit à un accord assez précis des prédictions analytiques avec les contraintes moyennes éléments finis et l'évolution de la porosité. Nous montrons, à la fois analytiquement et numériquement, que le rapport d'aspect initial des vides a un effet significatif sur la réponse effective homogénéisée du matériau poreux, entraînant des réponses extrêmement souples pour les vides très oblates, surtout à des triaxialités de contraintes élevées.Ensuite, nous examinons les problèmes computationnels liés à l'implémentation numérique de modèles constitutifs indépendants du taux de déformation qui conduisent à un comportement d'adoucissement. Il est démontré analytiquement que les modèles élastoplastiques basés sur des formulations continues "locales'' peuvent entraîner une perte d'ellipticité des équations aux dérivées partielles (EDP) et des solutions numériques dépendantes du maillage. Pour remédier les problèmes numériques associés, nous proposons une version implicite non locale du nouveau modèle poreux, basée sur l'introduction d'une variable de porosité non locale déterminée à partir de la solution d'une EDP supplémentaire. Nous montrons à la fois analytiquement et numériquement que la version régularisée du modèle permet de préserver les propriétés elliptiques des équations du problème, produisant des solutions convergentes indépendantes du maillage dans le régime post-bifurcation. Le point de bifurcation s'avère être fortement dépendant de la forme des micro-vides, avec des vides très plats (par exemple,un rapport d'aspect inférieur à 0,3) entraînant des déformations à la localisation plus faibles. Il est constaté que la longueur matérielle introduite par la formulation non locale a un effet minimal sur le point de bifurcation prédit, affectant uniquement le gradient post-bifurcation de la courbe contrainte-déformation macroscopique et la taille de lazone fortement déformée dans la structure. Dans la dernière partie de cette étude, les versions locale et non locale du modèle sont efficacement implémentées dans un code commercial d'éléments finis (ABAQUS) et utilisés pour la solution numérique de problèmes de valeurs limites liés aux processus de formage et de rupture ductile. En particulier, les problèmes de test d'expansion de trou (TET) et de test d'impact Charpy (essai Charpy), le phénomène de rupture "cup-and-cone'' ainsi que la rupture ductile d'un spécimen à géométrie complexe et la comparaison avec les résultats expérimentaux correspondants sont analysés en détail. Les prédictions numériques indiquent que la ductilité est une fonction croissante du paramètre de forme des vides, et les matériaux composés de vides oblates de faible rapport d'aspect présentent une initiation et une propagation macroscopiques de fissures prématurées par rapport aux matériaux avec des vides sphériques ou presquesphériques. Enfin, la capacité du modèle à reproduire les résultats expérimentaux avec une précision suffisante suggère qu'il peut être utilisé pour fournir des prédictions avec seulement un petit nombre de paramètres qui peuvent être calibrés à partir de calculs micromécaniques ou de données expérimentales
This work is concerned with the development, calibration, and numerical implementation of a novel fully explicit isotropic, rate-independent, elasto-plastic model for porous metallic materials. The microstructure is assumed to consist of a random, with uniform probability, distribution of randomly oriented spheroidal voids of the same shape. The proposed model is based on earlier homogenization estimates that use a Linear Comparison Composite (LCC) theory. The resulting expressions exhibit the simplicity of the well known Gurson model and, thus, its numerical implementation in a finite element code is straightforward. To assess the accuracy of the analytical model, we carry out detailed finite-strain, three-dimensional finite element (FE) simulations ofrepresentative volume elements (RVEs) with the corresponding microstructures. Properparameter calibration of the model leads to fairly accurate agreement of the analytical predictions with the corresponding FE average stresses and porosity evolution. We show, both analytically and numerically, that the initial aspect ratio of the voids has a significant effect on the homogenized effective response of the porous material leading to extremely soft responses for flat oblate voids (e.g., aspect ratio less than 0.5) especially at high stress triaxialities.Next, we examine the computational issues related to the numerical implementation of rate-independent constitutive models that lead to softening behavior. It is shown analytically that elastic-plastic models based on ``local'' continuum formulations that do not incorporate a characteristic length scale may lead to loss of ellipticity of the governing partial differential equations (PDEs) and mesh-dependent numerical solutions. To remedy the associated numerical problems, we propose an implicit non-local version of the porous model developed in this work which is based on the introductionof a non-local porosity variable determined from the solution of an additional PDE. We show both analytically and numerically that the regularized version of the model allows for preservation of the elliptic properties of the governing equations yielding mesh-independent, converged solutions in the post-bifurcation regime. The bifurcation point (i.e., strain-to-localization) is found to be highly dependent on the micro-void's shape, with very flat voids (e.g., aspect ratio less than 0.3) leading to lower localization strains. The material length introduced by the non-local formulation is found tohave minimal effect on the predicted bifurcation point, only affecting the post-bifurcation gradient of the macroscopic stress-strain curve and the size of the highly strained zone in the structure.In the last part of this study, both the local and the non-local versions of the model are efficiently implemented in a commercial finite element code (ABAQUS). The models are used for the numerical solution of boundary value problems (BVPs) related to forming and ductile fracture processes under both quasi-static and dynamic conditions. In particular, the industrially relevant problems of Hole expansion (HET) and Charpy impact (CVN) test, the cup-and-cone fracture phenomenon as well as ductile fracture of a specimen with complex geometry and comparison with corresponding experimentalresults are analyzed in detail. Numerical predictions in all cases indicate that ductility is an increasing function of the void shape parameter and materials comprising flat oblate voids of low aspect ratio exhibit early macroscopic crack initiation and propagation compared to materials with spherical/almost spherical voids. Finally, the model's capability to reproduce experimental results with sufficient accuracy suggests that it can be utilized to provide predictions with only a small amount of parameters that may be calibrated from either micromechanics calculations or experimental data

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Khelifa, Mourad. "Simulation numérique de l'endommagement en formage de structures minces". Troyes, 2004. http://www.theses.fr/2004TROY0013.

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Abstract (sommario):

Ce travail est dédié à l'étude d'une approche "avancée" basée sur une modélisation pour la simulation numérique des procédés de mise en forme et leur optimisation vis-à-vis de l'endommagement ductile. En particulier, nous nous sommes intéressés à l'étude du comportement plastique anisotrope couplé à un endommagement ductile. Une modélisation basée sur la thermodynamique des processus irréversibles avec variables d'état est utilisée pour traduire le couplage "fort" entre le comportement plastique anisotrope à écrouissage mixte non linéaire et un endommagement ductile isotrope. Les aspects théoriques et numériques de cette formulation sont décrits en détail. L'intégration numérique du modèle couplé par un schéma implicite itératif combinant la technique du retour radial avec la réduction du nombre des équations est discutée. La résolution du problème d'équilibre est assurée soit par un schéma Statique implicite SI soit par un schéma Dynamique Explicite DE. L'identification du modèle est réalisée sur des données expérimentales obtenues sur des éprouvettes de traction. Les applications sont ensuite faites à la simulation de procédés d'emboutissages simples (Swift, Erichsen et gonflement hydraulique) et complexes (pot d'échappement) de ces tôles minces avec prévision de l'endommagement ductile. Des comparaisons avec les résultats expérimentaux fournis par le CETIM et l'ENIM sont réalisées. Une confrontation entre notre méthodologie et l'aproche inverse développée à l'URCA/GMMS est réalisée sur quelques cas
This work deals with the study of a advanced approach for the modelling and the numérical simulation of sheet metal forming processes in order to optimize their technological parameters with respect to the ductile damage occurence. The strong coupling between the anisotropic plastic behaviour with mixed kinematic and isotropic hardening and the ductile damage based on the thermodynamics of the irreversible processes with state variables is used. The theoretical and numerical aspects of the used formulation are described in details. The numerical integration of the model using and iterative implicite scheme combined with the radial return mapping and the reduction of the number of equations is discussed. The equilibrium equations are solved by means of a Static Implicit scheme (SI) or a Dynamic Explicit scheme (DE). An exerimental Database, essentially constitued of specimen tensile tests, is used to identify the model's paramters. In order to validate and to show the strength of the employed methodology to predict with accuracy the damaged zones, numerical simulations of simple and complex sheet metal forming processes are performed. A comparison with experimental results provided by CETIM and ENIM are then carried out. Another comparison between the present methodology and the inverse approach (URCA/GMMS) is also made on some cases

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Yang, Jian. "Étude expérimentale et modélisation du formage superplastiqued’un alliage d’aluminium Al7475". Thesis, Paris, ENSAM, 2014. http://www.theses.fr/2014ENAM0006/document.

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Abstract (sommario):

Le formage superplastique (SuperPlastic Forming, SPF) permet d'élaborer des pièces de forme complexe qui, de par les matériaux employés, allient faible densité et haute résistance mécanique. Toutefois, sa mise en œuvre nécessite la connaissance de la loi de pression à appliquer afin de contrôler l'endommagement tout comme la répartition d'épaisseur au sein de la pièce. Il est ainsi nécessaire de mettre en place des simulations numériques pour déterminer les conditions optimales du formage. L'exactitude des prédictions obtenues repose alors sur la description du comportement et de l'endommagement du matériau soumis à des conditions thermomécaniques représentatives du procédé considéré. Le présent travail propose donc une modélisation du comportement et de l'endommagement de l'alliage d'aluminium 7475 via une étude comparative de divers modèles. Les travaux peuvent ainsi être divisés en trois grandes étapes : (i) la caractérisation du comportement de l'alliage ; (ii) la caractérisation de l'endommagement de l'alliage et (iii) la mise en place de simulations numériques pour des formes types. Des essais de traction uniaxiale à chaud ont été réalisés afin de caractériser le comportement de l'alliage 7475. Une modélisation de ce-dernier par trois modèles (Norton-Hoff, Johnson-Cook et Zener-Hollomon) est proposée. Les résultats obtenus montrent que le modèle de Zener-Hollomon conduit à la meilleure description du comportement rhéologique de l'alliage dans les conditions thermomécaniques étudiées. Par la suite, l'endommagement de l'alliage 7475 dans des conditions représentatives du formage superplastique a été étudié. Un critère de type Gurson est proposé. Des observations par micro-tomographie aux rayons X ont d'ailleurs permis d'étudier plus précisément l'évolution de l'endommagement au cours de la déformation. À partir de ces résultats, des simulations numériques par éléments finis (sous ABAQUS) ont été mises en place
Superplasticity is the ability of some materials to sustain very high value of strain (up to 2000%) under low stress and within a specific range of temperature and strain rate. Complex shape components combining low density and high strength can thus be elaborated by using this peculiar characteristic. Superplastic forming process consists in deforming a flange by applying a variable pressure until the flange takes the form of a die. A good knowledge of the pressure law to apply is therefore primordial in order to avoid damage and obtain homogeneous thickness distribution. Numerical simulations are generally used to predict the optimal forming conditions. But a precise description of the rheological response of the material (in terms of flow rule and damage evolution) under thermomechanical conditions representative of the process is necessary. The PhD work introduces several rheological models to describe the behavior of a 7xxx aluminum alloy during superplastic forming process. The work is divided into three parts: (i) characterization of rheological models, (ii) characterization of damage models and (iii) development of numerical simulations to predict the superplastic forming of typical shapes. Hot uniaxial tensile tests have been performed to characterize the rheological behavior of a 7475 alloy. Three models (i.e. Norton-Hoff, Johnson-Cook and Zener-Hollomon) have been identified but only the last one leads to a good prediction of the material response. A GTN damage model has also been identified. Observations by X-rays micro-tomography have allowed studying in more details the damage evolution during the deformation. From these results, different cases have been simulated in ABAQUS

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Mariage, Jean-François. "Simulation numérique de l'endommagement ductile en formage de pièces massives". Phd thesis, Université de Technologie de Troyes, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004667.

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Abstract (sommario):

Ce travail consiste en la mise au point d'une méthodologie simplifiée, utilisable industriellement, de réalisation virtuelle de procédés en formage de pièces massives avec la prise en compte de l'endommagement. Ceci permettra de prévoir l'apparition de l'endommagement ductile en cours de formage des pièces. On pourra agir sur les paramètres technologiques pertinents du procédé afin de retarder cet endommagement pour obtenir des pièces saines, ou au contraire favoriser celui-ci afin de simuler des procédés de coupe. Une formulation théorique générale du couplage comportement-endommagement est introduite, prenant en compte une loi d'évolution de l'endommagement ductile. Sur le plan numérique un soin particulier a été apporté à l'intégration locale des équations d'évolution couplées. Deux modèles sont proposés et discutés en détails: le couplage « fort » et le couplage « faible ». L'algorithme d'intégration utilisé est implicite et utilise une méthode classique de prédiction élastique-correction plastique pour le calcul des incréments des variables internes par un schéma de Newton-Raphson. Le calcul de la matrice tangente consistante prend en compte l'influence de l'endommagement ductile. Pour valider cette méthodologie, une large gamme de procédés dont certains sont issus de l'industrie, tels que le découpage de tôle, la compression de cylindres, le forgeage et l'extrusion d'un croisillon, la mise en forme d'un écrou six-pans, le filage,… est présentée, et comparée avec des essais expérimentaux quand cela est possible. La capacité de cette méthodologie à prédire correctement l'initiation et la propagation de l'endommagement en mise en forme est clairement démontrée

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Robert, Camille. "Contribution à la simulation numérique des procédés de mise en forme - Application au formage incrémental et au formage superplastique". Phd thesis, Paris, ENSAM, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005620.

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Abstract (sommario):

L'allègement de la masse des structures est au cœur des développements des industries du transport. Pour y parvenir, les pièces intègrent de plus en plus de fonctions, leurs géométries deviennent alors très complexes. Pour réaliser ces produits, les industriels ont recours à des stratégies d'optimisation utilisant des méta-modèles numériques prenant en compte l'enchaînement des étapes de conception et de fabrication des pièces. Cependant les temps de simulation sont encore très élevés. Ces travaux se sont intéressés à l'amélioration des protocoles de simulation numérique de procédés de mise en forme d'emboutis profonds. Dans un premier temps, ils ont permis de développer des méthodes numériques pour diminuer les temps de simulation du procédé de formage incrémental. Un schéma de résolution en dynamique explicite est utilisé avec une vitesse de l'outil adaptée. Cette méthode à permis de réduire significativement le temps CPU, tout en conservant une bonne prédiction des géométries et des épaisseurs. Les travaux se sont également intéressés à l'utilisation de la théorie de la déformation incrémentale pour diminuer le temps de résolution du calcul élasto-plastique. De bons résultats sont observés mais le gain de temps est faible (4.5%). Une approche simplifiée du contact a également été développée. De bons résultats sont obtenus avec un gain de temps d'un facteur 2.13 en comparaison de celui obtenu avec une vitesse adaptée. Dans un deuxième temps, une étude sur la réalisation d'emboutis profonds par formage superplastique a été menée de manière à pouvoir à terme enchaîner les deux procédés. Elle a porté sur la détermination d'une loi de pression optimale. Deux algorithmes ont été développés en fonction du protocole pour entrer la loi de pression dans les machines industrielles. Les algorithmes développés permettent un bon contrôle du domaine superplastique. Un temps de calcul réduit d'un facteur 3 est observé, en comparaison avec des méthodes issues de la littérature.

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Jansen, Yann. "Modélisation et optimisation du processus de formage de pièces en zinc". Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0055.

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Abstract (sommario):

Le but de cette étude est de prédire la rupture de tôles en alliage de Zinc via des simulations par éléments finis. Pour ce faire, la caractérisation du comportement mécanique a été fait grâce à des essais de traction sur différentes nuances et orientation. Ces essais ont fait ressortir une grande anisotropie ainsi qu'un grande sensibilité à la vitesse de déformation et à la température. L'ensemble de ces données expérimentales est modélisé avec une loi de comportement de Norton Hoff et le critère de plasticité de Hill48. De plus la formabilité ainsi que son anisotropie ont été caractérisées avec des essais de traction, de traction plane et de gonflage hydraulique. Une grande anisotropie de formabilité, inédite dans la littérature, est observée. Celle-ci est modélisée via différents modèles de rupture issus de la littérature où que nous avons développés spécifiquement pour les alliages de Zinc. Enfin un modèle de rupture en contrainte, paraissant le plus adéquat pour la prédiction de la formabilité, a été choisi. Il a été ensuite implémenté dans le logiciel Forge2009®. Des essais académiques mais aussi industriels de mise en forme ont été simulé par le logiciel Forge2009® et ont donné de bonnes modélisations du comportement mécanique des tôles en alliage de Zinc ainsi que de bonnes prédictions de sa rupture
The aim of this study is to predict the rupture of Zinc alloy sheets by the mean of Finite Element Method simulations. The mechanical behaviour of the material has been tested by tensile tests for several directions and for several Zinc grades. The materials show a high anisotropic mechanical response and high strain rate and temperature sensitivity. This set of experimental data has been modelled by the mean of the Norton Hoff law and the Hill 48 plastic criterion. Moreover, the formability has been tested by tensile and plane strain tests, and also hydraulic bulge tests. A high anisotropic formability, unseen in the literature, has been observed. This formability is modelled with different rupture criteria coming from the literature or specifically developed for the Zinc alloy study. A stress criterion model has been chosen to predict the formability. This criterion has been implemented into Forge2009® software. Academic and industrial forming processes have been simulated with Forge2009® and lead to an accurate description of the mechanical behaviour and the rupture localisation

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Michel, Jean-François. "Modélisation mécanique et simulation numérique de la mise en forme des structures en très faibles dimensions". Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2064.

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Abstract (sommario):

Les travaux de recherche concernent le développement et la mise en œuvre de nouveaux critères de détection des défauts de striction localisée/éclatement et de plissement/flambage lors de procédés d'emboutissage et d'hydroformage de structures minces. La striction est considérée comme une instabilité du flux de matière. Elle est modélisée via une Analyse Linéaire de Stabilité (ALS) par méthode de perturbation étendue à un état tridimensionnel. Ainsi, de nouveaux modes de striction sont repérés. De plus, le critère initial est amélioré par la détermination rigoureuse du seuil d'instabilité différenciant l'instabilité effective de l'instabilité absolue. Des Courbes Limites de Formage sont construites pour étudier l'influence de paramètres de comportement matériel sur l'apparition de la striction/éclatement. Enfin l'ALS appliquée à une plaque e flexion pure montre que les défauts observés ne sont pas dus à un phénomène de striction. Concernant le plissement, ce défaut semble plus correspondre à un problème de bifurcation qu'à un problème d'instabilité. Dans cet ouvrage, une nouvelle analyse basée sur l'équilibre d'une plaque est développée. De plus, l'analyse qualitative de Nordlund et Häggblad est reprise. Enfin, un nouveau critère basé sur une méthode de perturbation est développé en annexe. Les modélisations présentées pour la détection de striction/éclatement et de plissement/flambage ont été intégrées dans le code POLYFORMâ de simulation par éléments finis des procédés d'emboutissage et d'hydroformage. L'influence des paramètres de procédés et de comportement matériel sur la prédiction des défauts lors de simulations est présentée. La validation expérimentale des prédictions est réalisée pour un procédé d'hydroformage oscillant. L'influence des paramètres de ce procédé sur l'apparition de défauts est également observée
The work carried out the development of new criteria for the detection of necking/bursting and wrinkling/buckling defects during hydroforming and stamping of thin components. Localised necking is looked as an instability of material flow. To predict such instability, a Linear Stability Analysis (LSA) by perturbation method is chosen. The initial 2D approach has been extended to a more realistic 3D modelling. This analysis allows considering new instability modes. Moreover, the developed criterion has been improved by the determination of the instability threshold that differentiates absolute instability and effective instability. Forming Limit Curves are built to look at the influence of some material parameters on tensile defects. The LSA applied to a pure bending test shows that necking can not occur on such a test. About wrinkling, this defect does not seem to be an instability phenomenon but a bifurcation one. In this work, a new analysis based on plate equilibrium is developed. Moreover, the Nordlund & Häggblad qualitative analysis is considered. A third criterion has been developed in annex. The necking/bursting and wrinkling/buckling analyses have been integrated in the simulation code POLYFOFORMâ. The influence of stamping and hydroforming processes and material parameters on the defects prediction during simulation is shown. Experimental validation of the prediction has been realised on a tube hammering hydroforming process. The influence of the new process parameters on defects occurrence is looked at

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Raujol-Veillé, Jonathan. "Étude d'un procédé de formage incrémental : les clés d'une simulation numérique performante". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00772040.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un modèle numérique permettant de simuler la mise en forme de viroles métalliques par un procédé de formage incrémental. Ce procédé de mise en forme est particulièrement intéressant pour les industriels car il permet d'une part de réduire les pertes de matière première et d'autre part d'obtenir des pièces avec des propriétés mécaniques améliorées. La mise au point du procédé reste néanmoins une étape fastidieuse et le recours à l'outil numérique devient indispensable si l'on souhaite atteindre le meilleur rapport qualité/coût-délai. À cette fin, le comportement mécanique d'un acier faiblement allié a été étudié à travers divers essais de traction et de cisaillement. Les résultats de ces essais mettent en évidence que le matériau présente une faible anisotropie de comportement, une faible sensibilité à la vitesse de déformation et un écrouissage cinématique (effet Bauschinger). Cette base de données expérimentales a ensuite servi à l'identification de plusieurs modèles de comportement élastoplastique phénoménologique. Deux modèles numériques différents ont alors été développés au sein du code de calculs par éléments finis Abaqus afin de simuler le formage d'une pièce de référence et d'une étude de cas industriel. Les résultats de ces simulations montrent que le modèle tridimensionnel fournit une bonne représentation du procédé de formage a contrario du modèle bidimensionnel axisymétrique construit notamment afin de réduire les temps de calculs. Par ailleurs, une étude de la sensibilité du modèle éléments finis aux différents modèles de comportement identifiés a été menée. Les résultats de cette étude ont permis de mettre en évidence que la description du comportement plastique n'a qu'une faible influence sur la géométrie de la pièce déformée alors même que le comportement élastique joue un rôle bien plus important notamment au regard du calcul du retour élastique des pièces. Il a également été montré que le choix d'une forme particulière de géométrie de pièce permettait de réduire considérablement ce phénomène. Enfin, une étude sur la modélisation du comportement du matériau avec un modèle moins phénoménologique a été entreprise. Elle permet d'avoir un caractère plus générique avec un nombre de paramètres inférieurs aux modèles phénoménologiques en considérant les hétérogénéités du matériau. Elle ouvre la voie à l'utilisation de modèle de comportement prenant en compte des phénomènes physiques au sein d'un modèle éléments finis sur une opération de formage.

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Raujol-Veillé, Jonathan. "Étude d’un procédé de formage incrémental : les clés d’une simulation numérique performante". Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENA037/document.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un modèle numérique permettant de simuler la mise en forme de viroles métalliques par un procédé de formage incrémental. Ce procédé de mise en forme est particulièrement intéressant pour les industriels car il permet d'une part de réduire les pertes de matière première et d'autre part d'obtenir des pièces avec des propriétés mécaniques améliorées. La mise au point du procédé reste néanmoins une étape fastidieuse et le recours à l'outil numérique devient indispensable si l'on souhaite atteindre le meilleur rapport qualité/coût-délai. À cette fin, le comportement mécanique d'un acier faiblement allié a été étudié à travers divers essais de traction et de cisaillement. Les résultats de ces essais mettent en évidence que le matériau présente une faible anisotropie de comportement, une faible sensibilité à la vitesse de déformation et un écrouissage cinématique (effet Bauschinger). Cette base de données expérimentales a ensuite servi à l'identification de plusieurs modèles de comportement élastoplastique phénoménologique. Deux modèles numériques différents ont alors été développés au sein du code de calculs par éléments finis Abaqus afin de simuler le formage d'une pièce de référence et d'une étude de cas industriel. Les résultats de ces simulations montrent que le modèle tridimensionnel fournit une bonne représentation du procédé de formage a contrario du modèle bidimensionnel axisymétrique construit notamment afin de réduire les temps de calculs. Par ailleurs, une étude de la sensibilité du modèle éléments finis aux différents modèles de comportement identifiés a été menée. Les résultats de cette étude ont permis de mettre en évidence que la description du comportement plastique n'a qu'une faible influence sur la géométrie de la pièce déformée alors même que le comportement élastique joue un rôle bien plus important notamment au regard du calcul du retour élastique des pièces. Il a également été montré que le choix d'une forme particulière de géométrie de pièce permettait de réduire considérablement ce phénomène. Enfin, une étude sur la modélisation du comportement du matériau avec un modèle moins phénoménologique a été entreprise. Elle permet d'avoir un caractère plus générique avec un nombre de paramètres inférieurs aux modèles phénoménologiques en considérant les hétérogénéités du matériau. Elle ouvre la voie à l'utilisation de modèle de comportement prenant en compte des phénomènes physiques au sein d'un modèle éléments finis sur une opération de formage
This Ph.D. thesis aims to propose a numerical model for modelling the incremental forming process of a metallic thin wall short tube. This process is especially interresting for manufacturer because it allows to reduce the material raw losses and to increase the mechanical properties of the part. The technical development of the process is a tedious step and the numerical simulation becomes necessary if the best ratio quality/cost-delay must be reach. To achieve this goal, the mechanical behaviour of a low-allow steel was studied with uniaxial and shear tests. The results of this tests highlight that the material has a low anisotropic behaviour, a low strain rate sensitivity and kinematic hardening (Bauschinger eﬀect). Then, this experimental database was used to identify several elastic-plastic phenomenological behaviour laws. Two diﬀerent numerical models were developed in the finite element code Abaqus to simulate the forming of a reference part and an industrial study. Results of simulation show that tridimensional model is a good representation of the forming process contrary to the bidimensional model built to reduce the CPU time. Furthermore, a finite element model sensibility study of the identifying behaviour models has been carried out. The results of this study highlight that plastic behaviour description has a low influence on the formed part geometry. However, the elastic behaviour has an important influence in particular on the calculated springback. Moreover, it was shown that the choice of a particular part geometry reduce in an important way this phenomenon. Finaly, a study about the material behaviour modeling with a less phenomenological model was done. This latter is a more generic model with a lower parameters number compared with phenomenological models taking into account material heterogeneities. This study innovates for the behaviour model taking account of physical phenomenon in finite elements model on a forming process

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Bellet, Michel. "Modélisation numérique du formage superplastique de tôles". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 1988. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001392.

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Abstract (sommario):

Caractérisation générale de la superplasticité et du procédé de mise en forme des tôles par pression gazeuse. Présentation d'une modélisation numérique permettant une meilleure maîtrise de ce procédé de fabrication notamment utilisé dans l'industrie aéronautique pour le formage de pièces de structures en tôles d'alliages de titane ou d'aluminium.

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Bellet, Michel. "Modelisation numerique du formage superplastique de toles". Paris, ENMP, 1988. http://www.theses.fr/1988ENMP0082.

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Abstract (sommario):

Caracterisation generale de la superplasticite et du procede de mise en forme des toles par pression gazeuse. Presentation d'une modelisation numerique permettant une meilleure maitrise de ce procede de fabrication notamment utilise dans l'industrie aeronautique pour le formage de pieces de structures en toles d'alliages de titane ou d'aluminium

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Yu, Yan. "Contribution au développement d'une approche simplifiée de la simulation numérique du formage incrémental". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0227/document.

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Abstract (sommario):

Le formage incrémental est un procédé innovant de mise en forme des tôles métalliques utilisant un outil rigide à bout hémisphérique piloté par une machine à Commandes Numériques. La tôle encastrée sur son contour est déformée localement suivant une trajectoire d'outil, définissant ainsi la forme finale de la pièce. Les avantages de ce procédé sont sa très grande flexibilité, son faible coût d'outillage, et sa capacité à raccourcir la chaîne de conception et de fabrication. Le respect de la demande de diminution des coûts, et des délais de développement a rendu la simulation numérique incontournable. De nombreux modèles robustes de simulation basés sur la méthode des éléments finis permettent de prédire la formabilité et la qualité de la géométrie d'une pièce. Les algorithmes classiques de la simulation garantissent des résultats de qualités mais les temps de calculs nécessaire sont encore très élevés. Dans ce contexte, une Approche Simplifiée a été développée afin de réduire les temps de calculs. Cette approche permet de se soustraire à l'intégration de l'outil et de son contact avec la tôle dans l'algorithme de simulation numérique, en les remplaçant par une imposition locale et évolutive de déplacement sur certains nœuds supposés être en contact avec l'outil. Un complément est proposé dans cette thèse pour diminuer la durée d'une séquence de simulation, en utilisant un élément coque triangulaire DKTRF (Discrete Kirchoff Triangle Rotation Free). Cet élément permet de tenir compte des effets de membrane et de flexion avec un nombre de degré de liberté restreint, car les termes en flexion sont définis en fonction des déplacements nodaux des éléments adjacents. L'intégration de cet élément associé à l'Approche Simplifiée pour un maillage régulier dans un problème élasto-plastique donne des résultats géométriques et comportementaux cohérents avec des temps de calculs considérablement réduit par rapport aux simulations numériques effectuées sous ABAQUS®. Les résultats obtenus à l'aide de la simulation numérique d'un cas-test sont par la suite comparés à des résultats expérimentaux, permettant ainsi de valider le modèle et d'étudier les influences des paramètres du procédé sur la pièce finale. Pour ce faire, une méthodologie d'essai expérimentale est développée afin de mieux estimer l'efficacité du procédé de formage incrémentale sur une machine à Commandes Numériques. La technique de mesure utilisée pour caractériser la géométrie (épaisseur et profil) de la pièce est la méthode de numérisation. Cet outil de mesure, retranscrit le plus fidèlement la géométrie de la pièce par l'intermédiaire de caméras et d'un logiciel de post-traitement. Particulièrement bien adapté pour l'évaluation du profil, la méthode d'acquisition reste cependant à optimiser notamment pour l'évaluation de l'épaisseur de la tôle
The incremental sheet forming (ISF) is an innovative process in sheet metal forming method by using a hemispherical rigid tool controlled by Computerized Numerical Control machine (CNC). The clamped sheet is locally deformed following a tool path, defining thus the final geometry of the part. The advantages of this method are its high flexibility, its low tooling cost, and its ability to shorten the design and manufacturing chain. The application of the reduction of the overall costs, and development time made the numerical simulation essential. Many robust simulation models based on the finite element method enable to predict the formability and the geometrical quality of the part. Classic algorithms of simulation ensure reliable quality results but necessary computation times (CPU) are still very long. In this context, a Simplified Approach has been developed to reduce the computation time. This approach allows avoiding the integration of the tool and its contact with the sheet into the numerical simulation, by replacing them with a local and progressive displacement imposition of certain nodes supposed to be in contact with the tool. A complementary solution is proposed within this thesis to reduce the CPU times of a simulation sequence, by using a shell element called DKTRF (Discrete Kirchhoff Triangle Rotation Free). This element takes account of the membrane and bending effects with restricted numbers of degrees of freedom, as the flexion terms are defined in accordance with the nodal translational displacements of the adjacent elements. The integration of this element combined with the Simplified Approach for a regular mesh in an elastoplastic problem gives consistent outcomes in geometric and behavioural, with significant diminution of CPU times in comparison with the industrial numerical simulation performed on ABAQUS©. Results obtained by means of numerical simulation of a study case are then compared with experimental results, thereby enabling to validate the model and to study the influences of process parameters on the final piece. To do this, an experimental test procedure is developed in order to evaluate the efficiency of incremental forming process on a Computerized Numerical Control machine (CNC). The measurement technique used to characterize the geometry (thickness and profile) of the piece is the scanning method. The measurement tool, transcribed accurately the geometry of the part via cameras and post-treatment software. Particularly well-suited for the assessment of the profile, the acquisition method remains to be optimize especially for assessing the thickness of the sheet

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Bay, François. "Simulation numerique pour l'auto-rayonnement dans les cavites et pour le formage des tubes". Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066030.

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Abstract (sommario):

Simulation numerique de l'autorayonnement dans les cavites. Discretisation spatio-temporelle du probleme thermique sans rayonnement. On developpe une nouvelle version de la methode de gauss-seidel afin de prendre en compte directement le rayonnement simple au niveau de la resolution du systeme lineaire issu de la discretisation par elements finis. Calcul des flux emis et a l'interieur de la cavite d'une structure discretisee. Dans une seconde partie de la these on calcule les contraintes residuelles dans les tubes fabriques par centrifugation. Remplissage du moule par la fonte liquide: emploi d'un modele mecanique avec loi de comportement thermo-elastoplastique

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Chatellier, Jean-Yves. "Simulation acousto-élastoplastique du formage des métaux : application à la détermination des contraintes résiduelles". Paris, ENSAM, 1987. http://www.theses.fr/1987ENAM0013.

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Chatellier, Jean-Yves. "Simulation acousto-élastoplastique du formage des métaux application à la détermination des contraintes résiduelles /". Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37603846m.

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Grégoire, Sébastien. "Identification du coefficient de transfert de chaleur à l'interface verre-outils de formage et prise en compte dans la modélisation par éléments finis des procédés de formage de verre". Valenciennes, 2006. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/1a90a845-753e-4c73-ac24-b96061e4a3e2.

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Abstract (sommario):

Réussir la mise en forme du verre passe par la maîtrise des températures lors de l’opération de formage. L’échange thermique entre le verre et les outils de formage durant le procédé est un des paramètres qui, en pratique comme en simulation, influe sur les niveaux de température. Dans cette perspective, un essai laboratoire est développé pour déterminer le coefficient de transfert de chaleur hc entre le verre et les outils de formage dans des conditions variables en termes de matériaux, de pressions, de températures et de lubrification. A partir de la recherche d’une position optimale des thermocouples dans le poinçon, l’évolution de hc sur les premières secondes de contact est identifiée par méthode inverse à l’aide d’une modélisation Différences Finies en conduction thermique instationnaire. Le développement d’un élément de contact permet, en relation avec les niveaux de pression et de température, d’intégrer les valeurs de hc identifiées dans la simulation par la Méthode des Eléments Finis de la mise en forme du verre. Un des points originaux de ces travaux est l’analyse de l’impact de la lubrification sur hc identifié et sur les températures calculées dans le verre et dans les outils de formage lors de la mise en forme par procédé soufflé-soufflé et pressé-soufflé
A laboratory testing is developed to determine the heat transfer coefficient hc between the glass and the forming tools under variable conditions in terms of material properties, pressures, temperatures and lubrication. From the research of the optimal position of the thermocouples inside the punch, the evolution of hc during the first second of contact is identified by inverse method using a non stationary thermal conduction model by Finites Differences method. The development of a contact element allows, in relation with the pressure and the temperature levels, the integration of the identified hc in the simulation of glass forming by Finite Elements Method. One of the original points of this work is the analysis of the impact of lubrication on identified hc and on the temperatures inside glass and inside the forming tools during the forming of a blow-blow and a press-blow process

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Belchior, Jérémy. "Développement d’une approche couplée matériau / structure machine : application au formage incrémental robotisé". Thesis, Rennes, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAR0033/document.

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Abstract (sommario):

Le formage incrémental consiste à utiliser un poinçon de forme simple dont le mouvement va progressivement mettre en forme une tôle. Il ouvre de nouvelles perspectives quant au potentiel des procédés de mise en forme des tôles métalliques. La mise en oeuvre du formage incrémental par des systèmes mécaniques ayant des capacités dynamiques accrues et des volumes accessibles importants tels que les robots manipulateurs sériels ou parallèles est un moyen efficace d’améliorer, d’une part la productivité mais aussi la complexité des pièces formées. L’objectif scientifique de ce travail est de contribuer au développement d’une approche globale du problème, en se plaçant à la fois à l’échelle « mésoscopique » du procédé et à l’échelle « macroscopique » du système de fabrication. C’est dans ce contexte qu’est proposée une approche couplée matériau/structure combinant d’une part l’analyse éléments finis du procédé et d’autre part un modèle élastique de la structure du robot.Tout d’abord, les efforts requis au niveau de l’outil pour former la pièce sont calculés sous l’hypothèse d’une structure de machine parfaitement rigide. Afin de minimiser l’erreur entre la prédiction et la mesure des efforts de formage, trois facteurs identifiés comme influents sur le niveau d’effort sont étudiés. Il est alors démontré, qu’à partir d’un choix de paramètres adapté, il est possible de s’affranchir de la mesure des efforts de formage, ce qui n’est actuellement pas le cas dans la littérature.Les efforts prédits sont ensuite définis comme une donnée d’entrée du modèle élastique de la structure robot afin de calculer les erreurs de poses du centre outil. Pour prendre en compte le comportement élastique de la structure, la modélisation des structures robotisées par des éléments de type poutre est retenue puis appliquée à un robot industriel Fanuc S420if. Elle permet de prédire ce comportement avec une précision maximale de ± 0,35 mm, quelque soit le chargement en bout d’outil supportable par le robot.Afin de valider l’approche, deux pièces sont formées par le robot : un cône tronqué et une pyramide vrillée. La géométrie de ces deux pièces permet de valider à la fois les hypothèses de la simulation ainsi que l’approche globale. Ces deux expérimentations entraînent une amélioration de 80 % de l’exactitude de pose du robot, rapprochant ainsi celui-ci des performances d’une machine à commande numérique à structure cartésienne.Finalement, dans la dernière partie, une boucle d’optimisation permet de prendre en compte, dès le calcul de la trajectoire, l’effet du retour élastique de la tôle avant le débridage de la pièce afin de minimiser l’écart entre le profil nominal et le profil formé. L’application de l’approche couplée à cette trajectoire se traduit par une précision géométrique de ± 0,15 mm du profil formé avant desserrage de la tôle, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes quant à l’application de la méthodologie
The incremental forming is an innovative process which consists in forming a sheet by the progressive movements of a punch. A solution to improve the productivity of the process and the complexity of the parts shapes is to use robots (serial or parallel). The scientific aim of this work is to define a global approach of the problem by studying the mesoscopic scale of the process and the macroscopic scale of the machine. In this context, a process/machine coupling approach which combines a Finite Element Analysis (FEA) of the process and an elastic modeling of the robot structure is presented.First, the punch forces necessary to form the part are computed assuming a machine structure perfectly stiff. To minimize the error between the predicted forming forces and the measured ones, the weight of three numerical and material parameters of the FEA is investigated. This study shows that an appropriate choice of parameters avoids the force measurement step, unlike the available approaches in the literature.Then, the predicted forces are defined as input data of the elastic model of the robot structure to compute the Tool Center Point (TCP) pose errors. To consider the behavior of the elastic structure, the modeling of robotized structures by beam elements is chosen and applied to an industrial robot Fanuc S420if. The identified elastic model permits to predict the TCP displacements induced by the elastic behavior of the robot structure over the workspace whatever the load applied on the tool. The prediction maximum error of ±0.35 mm remains compatible with the process requirements.To validate the approach, two parts are formed by the robot: a truncated cone and a twisted pyramid. The geometry of these two parts confirms the hypothesis of the simulation and the global approach. These two tests give very interesting results since an improvement of 80 % of the TCP poseaccuracy is identified.Finally, an optimization loop based on a parametric trajectory and on a FEA anticipates the springback effects before the unclamping of the sheet, and then minimizes the error between the nominal shape and the formed one. The application of the process/machine coupling approach for this trajectory leads to a geometric accuracy of the part before unclamping of ± 0.15 mm. These results open interesting perspectives for the methodology application

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Jeanson, Anne-Claire. "Identification du comportement mécanique sous sollicitations dynamiques extrêmes : Développement d’une stratégie innovante appliquée au magnétoformage et au formage électrohydraulique". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM013.

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Abstract (sommario):

Les procédés de formage à grande vitesse comme le magnétoformage et le formage électrohydraulique se développent actuellement à l'échelle industrielle. La conception de ces procédés nécessite le recours à la simulation numérique, du fait de leur caractère fortement dynamique et multiphysique. Pour garantir la précision de ces simulations, il est essentiel de disposer de données pertinentes capables de décrire le comportement dynamique des matériaux déformés.Ce travail de thèse se propose de développer des essais mécaniques basés sur le procédé de magnétoformage afin de caractériser le comportement en écrouissage dynamique de matériaux sous forme de tubes ou de tôles. Les conditions d'essai sont ainsi au plus proche des conditions de déformation visées.Le premier essai mis en place chez iCube Research est un essai d'expansion électromagnétique de tube, instrumenté à l'aide de mesures de courant et de vitesse par photonic Doppler velocimeter (PDV). Le choix de l'inducteur, l'optimisation du modèle numérique (LS-Dyna®) et la sensibilité de l'essai aux incertitudes de mesure sont discutés. La procédure d'identification par analyse inverse est mise en place, et sa capacité à identifier les paramètres du modèle de comportement est étudiée. La sensibilité de l'essai aux paramètres du modèle, et leurs corrélations, sont également analysées.Cette procédure a ensuite été adaptée à un essai dédié à des éprouvettes issues de tôles. Le mode de chargement et de déformation produit par cet essai a permis de réduire de façon significative la sensibilité de la caractérisation aux incertitudes expérimentales par rapport à l'essai d'expansion de tube. Une démarche de réduction de modèle a rendu possible l'utilisation de cet essai dans le cadre d'une procédure itérative d'identification de paramètres.Les deux essais ont été appliqués à l'aluminium 1050 à l'état recuit, et ont permis de mettre en évidence une sensibilité marquée à la vitesse de déformation, avec une augmentation de l'écrouissage par rapport au comportement mesuré par des essais de traction uniaxiale quasi-statique. D'autres nuances d'aluminium ou alliages de cuivre ont également été caractérisés par l'un ou l'autre des essais. La procédure mise en place n'est pas restrictive quant au choix du modèle de comportement dynamique. Dans le cadre de cette étude, qui vise essentiellement à caractériser l'écrouissage dans une gamme relativement restreinte de vitesses de déformation (entre 100 et 5000 s-1), le choix s'est porté sur le modèle de Johnson-Cook.Les conditions dynamiques du formage (hautes vitesses de déformation, impacts, mode de déformation en flexion contre une matrice…) peuvent apporter des gains importants en termes d'allongement. La problématique de la caractérisation de limites de formage dynamiques, qui doit faire l'objet de développements ultérieurs, est introduite en dernière partie
High speed forming processes such as magnetic pulse forming and electrohydraulic forming are currently developing at the industrial scale. Design of these processes requires numerical simulation to take into account the highly dynamic and multiphysics conditions. To ensure the representativeness of the simulations, there is an important need for relevant data describing the material dynamic behavior.In this study, mechanical tests based on magnetic pulse forming have been developed in order to characterize the dynamic strain hardening of materials in the form of tubes or sheets. The testing conditions are then very similar to the real industrial forming conditions.The first test developped at iCube Research is an electromagnetic tube expansion test, instrumented with pulse current measurement devices and photonic Doppler velocimetry (PDV). Design of the inductor, optimization of the numerical model, and test sensitivity to the experimental uncertainties are discussed. The inverse analysis identification procedure is established, and its ability to identify the constitutive model parameters is examined. The sensitivity of the test to the model parameters, and their correlations, are analyzed as well.This procudure is then adapted to a test dedicated to plane samples, cut from sheets. The loading mode and the deformation mode induced by this test enables a significant reduction of the characterization sensitivity relative to experimental uncertainties, as compared to tube expansion testing. A model reduction approach makes it possible to use this test in an iterative parameter identification procedure.Both tests are applied to annealed aluminium 1050, and they reveal a significant strain-rate sensitivity, with a stronger strain-hardening than that measured by quasi-static tensile tests. Ohter aluminium alloys and copper alloys have been dynamically characterized by one of the tests. The developped procedure is not restrictive for the selection of the constitutive model. In this study, which concerns a relatively narrow strain-rate domain (from 100 to 5000 s-1), the Johnson-Cook model has been chosen.The dynamic forming conditions (high strain-rates, impact, deformation mode by flexion against a die…) are likely to offer great improvements in formability. The problem of dynamic forming limits characterization, which will be the subject of further developpements, is introduced as a last chapter

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Belchior, Jérémy. "Développement d'une approche couplée matériau / structure machine : application au formage incrémental robotisé". Phd thesis, INSA de Rennes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00950385.

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Abstract (sommario):

Le formage incrémental consiste à utiliser un poinçon de forme simple dont le mouvement va progressivement mettre en forme une tôle. Il ouvre de nouvelles perspectives quant au potentiel des procédés de mise en forme des tôles métalliques. La mise en oeuvre du formage incrémental par des systèmes mécaniques ayant des capacités dynamiques accrues et des volumes accessibles importants tels que les robots manipulateurs sériels ou parallèles est un moyen efficace d'améliorer, d'une part la productivité mais aussi la complexité des pièces formées. L'objectif scientifique de ce travail est de contribuer au développement d'une approche globale du problème, en se plaçant à la fois à l'échelle " mésoscopique " du procédé et à l'échelle " macroscopique " du système de fabrication. C'est dans ce contexte qu'est proposée une approche couplée matériau/structure combinant d'une part l'analyse éléments finis du procédé et d'autre part un modèle élastique de la structure du robot.Tout d'abord, les efforts requis au niveau de l'outil pour former la pièce sont calculés sous l'hypothèse d'une structure de machine parfaitement rigide. Afin de minimiser l'erreur entre la prédiction et la mesure des efforts de formage, trois facteurs identifiés comme influents sur le niveau d'effort sont étudiés. Il est alors démontré, qu'à partir d'un choix de paramètres adapté, il est possible de s'affranchir de la mesure des efforts de formage, ce qui n'est actuellement pas le cas dans la littérature.Les efforts prédits sont ensuite définis comme une donnée d'entrée du modèle élastique de la structure robot afin de calculer les erreurs de poses du centre outil. Pour prendre en compte le comportement élastique de la structure, la modélisation des structures robotisées par des éléments de type poutre est retenue puis appliquée à un robot industriel Fanuc S420if. Elle permet de prédire ce comportement avec une précision maximale de ± 0,35 mm, quelque soit le chargement en bout d'outil supportable par le robot.Afin de valider l'approche, deux pièces sont formées par le robot : un cône tronqué et une pyramide vrillée. La géométrie de ces deux pièces permet de valider à la fois les hypothèses de la simulation ainsi que l'approche globale. Ces deux expérimentations entraînent une amélioration de 80 % de l'exactitude de pose du robot, rapprochant ainsi celui-ci des performances d'une machine à commande numérique à structure cartésienne.Finalement, dans la dernière partie, une boucle d'optimisation permet de prendre en compte, dès le calcul de la trajectoire, l'effet du retour élastique de la tôle avant le débridage de la pièce afin de minimiser l'écart entre le profil nominal et le profil formé. L'application de l'approche couplée à cette trajectoire se traduit par une précision géométrique de ± 0,15 mm du profil formé avant desserrage de la tôle, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes quant à l'application de la méthodologie.

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Yang, Jian. "Étude expérimentale et modélisation du formage superplastiqued'un alliage d'aluminium Al7475". Phd thesis, Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01066381.

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Abstract (sommario):

Le formage superplastique (SuperPlastic Forming, SPF) permet d'élaborer des pièces de forme complexe qui, de par les matériaux employés, allient faible densité et haute résistance mécanique. Toutefois, sa mise en œuvre nécessite la connaissance de la loi de pression à appliquer afin de contrôler l'endommagement tout comme la répartition d'épaisseur au sein de la pièce. Il est ainsi nécessaire de mettre en place des simulations numériques pour déterminer les conditions optimales du formage. L'exactitude des prédictions obtenues repose alors sur la description du comportement et de l'endommagement du matériau soumis à des conditions thermomécaniques représentatives du procédé considéré. Le présent travail propose donc une modélisation du comportement et de l'endommagement de l'alliage d'aluminium 7475 via une étude comparative de divers modèles. Les travaux peuvent ainsi être divisés en trois grandes étapes : (i) la caractérisation du comportement de l'alliage ; (ii) la caractérisation de l'endommagement de l'alliage et (iii) la mise en place de simulations numériques pour des formes types. Des essais de traction uniaxiale à chaud ont été réalisés afin de caractériser le comportement de l'alliage 7475. Une modélisation de ce-dernier par trois modèles (Norton-Hoff, Johnson-Cook et Zener-Hollomon) est proposée. Les résultats obtenus montrent que le modèle de Zener-Hollomon conduit à la meilleure description du comportement rhéologique de l'alliage dans les conditions thermomécaniques étudiées. Par la suite, l'endommagement de l'alliage 7475 dans des conditions représentatives du formage superplastique a été étudié. Un critère de type Gurson est proposé. Des observations par micro-tomographie aux rayons X ont d'ailleurs permis d'étudier plus précisément l'évolution de l'endommagement au cours de la déformation. À partir de ces résultats, des simulations numériques par éléments finis (sous ABAQUS) ont été mises en place.

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Saidi, Badreddine. "Etude expérimentale et numérique du procédé de formage incrémental à chaud de tôles en titane". Thesis, Troyes, 2018. http://www.theses.fr/2018TROY0025.

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Abstract (sommario):

Le formage incrémental est un procédé de mise en forme flexible, avec des outillages peu couteux. Il est adapté pour la réalisation de pièces à usage unique comme des prothèses ou implants personnalisés en titane. Mais les efforts de formage importants avec le titane limitent les possibilités de géométries. Une solution pour diminuer les efforts de formage consiste à réaliser ce formage à chaud.L’objectif de cette thèse était d’étudier numériquement et expérimentalement le formage incrémental à chaud de pièces en titane. Un nouveau dispositif expérimental à chaud basé sur l’utilisation de cartouches chauffantes est proposé. Une campagne d’essais expérimentaux à chaud est menée afin d’étudier l’effet de la température et de différents paramètres du procédé pour une pièce tronconique en titane (Ti-6Al-4V). On montre qu’à haute température les efforts de formage sont plus faibles, la formabilité est améliorée. A 450°C, on obtient un angle limite de formage de 57°. La simulation numérique du formage incrémental est effectuée avec ABAQUS à température ambiante puis à chaud. On montre l’impact de certains paramètres du procédé sur l’effort axial et l’épaisseur finale. Les valeurs optimums de ces paramètres sont déterminées à partir de plans d’expériences et des surfaces de réponse. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux à chaud permet de valider le modèle numérique. On s’intéresse ensuite au formage incrémental à chaud d’une prothèse de crâne humain en titane en utilisant une approche d’ingénierie inverse
The incremental forming process is a flexible forming process, with low cost tooling. It is perfectly suited for single use products as customized titanium implants or prosthesis. But the important forming forces with titanium limit the geometries to realize. One of the solutions consists in performing this process at hot temperature.The objective of this work is to study numerically and experimentally the warm incremental forming process of titanium sheets. A new setup for the warm incremental forming process is proposed. It is based on the use of heating cartridges. A hot experimental test campaign with Ti-6Al-4V titanium alloy sheets is conducted in order to study the impact of the temperature and process parameters on the axial force and thickness distribution for a truncated cone. It is shown that the forming forces are lower at hot temperature and the formability is improved. For a temperature of 450°C, a forming limit angle of 57° is obtained.Numerical simulations with Abaqus of the incremental forming process are performed at room temperature and hot temperature. We show the impact of the punch diameter and the axial step size on the axial force and thickness. The optimum values of these parameters are determined by using an experimental design and response surfaces. The comparison between results obtained numerically and experimentally allows to validate the numerical model. We are then interested in the warm incremental forming process of a human skull prosthesis. A reverse engineering approach is used

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Pradinc, Guillaume. "Étude expérimentale assistée par simulation numérique du formage par ligne de chauffe de l'acier inoxydable austénitique AISI 304L". Mémoire, École de technologie supérieure, 2013. http://espace.etsmtl.ca/1248/1/PRADINC_Guillaume.pdf.

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Abstract (sommario):

Le formage par ligne de chauffe est un procédé industriel qui permet de plier, seulement par l’introduction de contraintes thermique le long d’une « ligne de chauffe », une plaque de métal. Plusieurs mécanismes peuvent être mis en jeu en fonction des dimensions de la plaque et des conditions de chauffe. Le travail présenté ici concerne le mécanisme dit de gradient thermique, mécanisme qui s’applique dans le cas où le diamètre de la source de chauffe est petit devant l’épaisseur de la plaque. La première partie du projet a consisté en la mise en place d’une procédure expérimentale permettant d’obtenir des données pour la validation de simulations par éléments finis qui ont été effectuées à l’aide du logiciel SYSWELD. Les mesures de déformations ont été réalisées au moyen d’un LVDT et des mesures du champ de température ont été effectuées à l’aide de thermocouples. Différentes sources thermiques ont été utilisées pour ce projet. Des expérimentations avec une flamme oxyacétylénique et l’induction électromagnétique ont pu être faîtes à l’ÉTS, puis un laser à fibre d’une puissance de 3kW a été fourni par le CTFA, à Montréal, qui est un centre de recherche spécialisé sur le développement de procédés de fabrication pour l’aéronautique. Le matériau choisi pour les échantillons est l’acier inoxydable austénitique AISI 304L car ses propriétés physiques et mécaniques favorisent les déformations thermiques et l’absence de transformation martensitique simplifie la modélisation. Les sources de chauffe ont été modélisées par des sources gaussiennes surfaciques et volumiques de type coniques et double-ellipsoïde, ou par un flux de chaleur constant dans le cas du chauffage par induction. Les résultats présentent des écarts relatifs entre expérimentations et simulations inférieurs à 10% pour la température et 25% pour la déformation. Les résultats de modélisation ont été suffisament concluants pour nous lancer dans un exercice de simulation du chauffage avec des sources de chaleur virtuelles que nous ne pouvons pas expérimenter en laboratoire soit faute de moyens financiers pour les acquérir, soit parce qu’elles n’existent pas encore sur le marché. Ces simulations suggèrent que des sources volumiques sont plus efficaces que les sources surfaciques pour obtenir une plus grande déformation sans dépasser la température de fusion. Ces résultats ont ensuite servi de base pour une méthode dite « à double source » dont la simulation montre qu’il est possible de relâcher les tensions limitant la déformation et d’augmenter la déformation finale de la plaque par rapport à un système à une seule source.

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Tartière, Jérémie. "Prediction of deformation and residual stress in the high explosive hydroforming process using numerical simulation". Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2022. http://www.theses.fr/2022ENTA0008.

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Abstract (sommario):

Avant la pandémie de COVID-19, Airbus recevait de plus en plus de commandes d'aéronefs, et espérait, via l’hydroformage par explosif, pouvoir répondre à davantage de demandes. Pour éviter des coûts supplémentaires pour le développement d’une nouvelle technique, la simulation numérique est utilisée. Toutefois, le temps nécessaire, que ce soit de calcul ou ingénieur, est trop important et la précision parfois insuffisante pour permettre une intégration facile au sein des différents projets concernés. De plus, la viabilité du procédé en vue d’une industrialisation doit être considérée. Pour répondre à ce besoin, dans un premier temps, les différentes étapes liées à l'hydroformage par explosif sont identifiées. En premier lieu, la détonation est étudiée pour permettre une meilleure compréhension de la source d'énergie agissant lors du formage par explosif. Ensuite, la propagation du choc issue de l’explosion sous-marine est évaluée ainsi que l’interaction fluide-structure dans le cas du formage par explosif tel que défini au sein d’Airbus. A partir de ces considérations, un outil « FSILoad », basé sur une approche semi-analytique, permettant l’application d’une pression équivalente à la détonation de cordeaux explosifs est créée. Pour s’assurer la bonne définition de l’alliage d’aluminium dont est fait la pièce, cet alliage est caractérisé via des essais de traction quasi-statiques uni-axial, des essais dynamiques via les barres d’Hopkinson et le choc laser. Un modèle numérique est réalisé à l'aide de ces nouvelles données d'entrée. Lors de l'hydroformage par explosif, les contraintes résiduelles issues de la simulation sont comparées à l’expérience et un modèle analytique est défini pour permettre l’identification de paramètres influents. Finalement, les paramètres susceptibles d’affecter la déformation finale en simulation sont identifiés, la viabilité de l’outil FSILoad quantifié et la répétabilité du procédé pour répondre à un besoin industriel évaluée
Before the COVID-19 pandemic, Airbus was receiving more and more orders from aircraft, and was hoping, through high explosive hydroforming, to be able to meet more demands. To avoid additional costs for the development of a new technique, numerical simulation is used. However, the time required for calculation and engineering is too long and the accuracy is sometimes insufficient to allow easy integration into the various projects concerned. In addition, the viability of the process for industrialisation must be considered. To meet this need, the various steps related to High Explosive HydroForming are first identified. Firstly, the detonation is studied to allow a better understanding of the energy source acting during explosive forming. Next, the propagation of the shock wave from the underwater explosion is evaluated as well as the fluid-structure interaction in the case of explosive forming as defined within Airbus. Based on these considerations, a «FSILoad» tool, based on a semi-analytical approach, allowing the application of a pressure equivalent to the detonation of explosive cords is created. To ensure the correct definition of the aluminium alloy of which the part is made, this alloy is characterised by quasi-static uni-axial tensile tests, dynamic tests via Hopkinson bars and laser shock. A digital model is created using this new input data. During high explosive hydroforming, the residual stresses resulting from the simulation are compared to the experiment and an analytical model is defined to allow the identification of influential parameters. Finally, the parameters likely to affect the final deformation in simulation are identified, the viability of the FSILoad tool quantified and the repeatability of the process to meet an evaluated industrial need

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Brunelot, Juliette. "Simulation de la mise en forme à chaud par la Méthode Asymptotique Numerique". Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Brunelot.Juliette.SMZ9936.pdf.

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Abstract (sommario):

Dans ce travail de thèse, la Méthode Asymptotique Numérique (M. A. N. ) est examinée pour l'étude des problèmes mécaniques combinant plusieurs non-linearités : matérielle, géométrique, contact avec frottement. Nous abordons ainsi la mise en forme à chaud de tôles en appliquant la (M. A. N. ) à la résolution des problèmes viscoplastiques (loi de Norton-Hoff) en grande déformation avec prise en compte du contact avec frottement. Pour appliquer la (M. A. N. ), des techniques d'introduction de variables, de régularisation, ainsi que de modification des relations sont employées dans le but de rendre les expressions quadratiques et analytiques. En particulier, les conditions unilatérales de contact sont régularisées. La (M. A. N. ) consiste à combiner une technique de perturbation et la méthode des éléments finis. Les inconnues du problème sont ainsi développées sous forme de séries entières et le problème non linéaire de départ à résoudre se transforme alors en une suite récurrente de problèmes linéaires ayant le même opérateur tangent et résolus par la méthode des éléments finis. Les applications numériques traitées : simulations de formage de tôles par pression hydraulique et par poinçonnement hémisphérique, permettent de montrer la supériorité de la (M. A. N. ) sur une méthode itérative dans le sens où elle est plus rapide (peu d'opérations de construction-inversion de matrices), très précise (équilibre satisfait à tout moment de la déformation) et totalement automatique (calcul intrinsèque des pas de chargement)

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Davoodi, Behnam. "Etude du comportement quasi-statique et dynamique des matériaux métalliques à haute température : simulation numérique du formage à chaud". Rennes, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAR0010.

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Abstract (sommario):

L'objectif de cette these reside dans le recherche de lois de comportement pour la simulation du formage a chaud de metal a grandes vitesses de deformations. On s'y interesse plus particulierement a l'etude du comportement dynamique de l'aluminium 5083 a partir d'essais a chaud sur le systeme shpb pour l'identification des parametres de la loi de comportement a grandes vitesses de deformation et hautes temperatures. Une nouvelle geometrie d'echantillon (de type haltere) est proposee pour faciliter le test shpb a hautes temperatures. La capacite de cet echantillon a maintenir sa temperature entre la coupure du systeme de chauffage et l'impact du projectile, avec ou sans contact l'instant de prealable avec les barres, a ete comparee a celle de l'echantillon cylindrique a partir d'experiences et de simulations par la methode des elements-finis. La forme de l'echantillon a ete optimisee en comparant tous les resultats obtenus experimentalement et par simulation. Les parametres des modeles de materiau ont ete identifies grace a des donnees experimentales en utilisant la methode de l'analyse inverse. Pour la validation des modeles de materiau, des tests shpb ont ete simules a differentes vitesses de deformation et differentes temperatures. Le code d'elements finis abaqus/explicite a ete utilise pour ces simulations. La methode de validation utilisee ici a ete de comparer l'historique des contraintes mesurees par des jauges sur les barres de pression avec ces memes contraintes obtenues par simulation. En conclusion de ce travail, un exemple d'application sur un procede de formage a chaud d'un panneau d'aluminium utilise dans l'aeronautique est presente, simule et etudie par une modelisation aux elements finis
The objective of this thesis lies within the general scope of searching constitutive equations for simulation of hot metal forming at high strain rate. In particular, we are interested in studying the dynamic behavior of aluminum 5083 by utilizing the shpb system for identification of the constitutive equation parameters at high strain rates and high temperatures. A new specimen in the form of a halter is introduced to facilitate the shpb test at an elevated temperature. The ability of this specimen to maintain its temperature, relative to the cylindrical specimen, between the cut-off of the heating device and prior to the impact of the striker, with or without contact with the pressure bars, has been studied via both experimental tests and finite element methods. The form of the specimen was optimized by comparing all the results obtained in experiments and by simulation. The parameters for all material models are identified from experimental data by using the inverse analysis method. For validation of the material model, shpb test is simulated at various strain rates and various temperatures. The explicit finite element code abaqus is used in these simulations. The validation methodology used here is to compare the recorded strain gauge histories measured on the pressure bars with the histories of the simulated strain gauges. Finally, an example is presented, where the process of hot forming of aluminum panels of airplanes is simulated and studied via fe modeling

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Mulye, Paris Dilip. "Unified Numerical Modeling of Forming and Consolidation of Thermoplastic Composites with Prepreg Patches". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021ECDN0039.

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Abstract (sommario):

Le « Quilted Stratum Process » (QSP®) est un procédé qui utilise des patchs de préimprégné thermoplastique placés stratégiquement pour former une pièce composite. L'utilisation de patchs préimprégnés introduit des particularités par rapport au formage classique, comme l'impossibilité d'utiliser un cadre serre-flanc, la possibilité de grands déplacements des patchs préimprégnés pendant le formage et la présence d’écoulement de compression pendant la phase de consolidation, en particulier pour les patchs unidirectionnels. Un nouveau modele semi-empirique de contact est développé dans le code commercial d'Altair RadiossTM pour prendre en compte l'adhesion inter-pli. Il a permis une amélioration de la prédiction des positions des patchs et des orientations des fibres dans les plis. Un nouvel élément de coque à intégration complète est développé en modifiant l'élément de coque existant dans Altair RadiossTM base sur l’hypothèse de contraintes planes. Le nouvel élément permet de calculer les contraintes normales dans l’épaisseur. Il est enrichi par une méthode d’ajout artificiel et sélectif de masse pour réduire les temps de calcul. Un modèle constitutif élasto-plastique de la nouvelle coque est développé afin de modéliser le comportement du polymère thermoplastique pendant la phase de la consolidation. Une méthode d’identification du modele est proposée. Enfin, en utilisant l’ensemble de ces développements, une approche unifiée est proposée pour la modélisation numérique du formage et de la consolidation. Elle est validée sur une pièce industrielle
‘Quilted Stratum Process’ (QSP®) uses strategically placed thermoplastic prepreg patches in its stack to form a part. Thus, even though it shares several features with the standard composite thermostamping process; there are some additional challenges that arise due to the usage of prepreg patches, along with the inability to use a blank holder, possible long distance sliding of prepreg patches and the transverse squeeze flow occurring duringconsolidation especially for UD patches. A novel semi-empirical contact mechanism to model the interply adhesion is developed in the commercial code of Altair RadiossTM which has improved the prediction of patch positions and fibre orientations significantly. A new full-integration shell element with the capability of transverse normal stress and selective mass scaling is developed by modifying the shell element in Altair RadiossTM for the numerical modeling of consolidation where the classic shells cannot be used due to their plane-stress assumption. An elasto-plastic constitutive model for the new shell element is developed in order to model the behavior of the melt thermoplastic polymer during consolidation. A practical method for its characterization is proposed. Finally, using these developments, a unified approach is developed for the numerical modeling of forming and consolidation. It isvalidated on an industrial part and results are found to be in good agreement with the experimental observations

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Eljaafari, Samira. "Simulation de la formabilité des alliages d'aluminium AA5754 et AA6063". Thèse, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1823.

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Abstract (sommario):

Les besoins de réduction du poids se sont concrètement traduits par l'introduction de nouvelles nuances plus légères dans les structures automobiles. Ainsi, des alliages d'aluminium ont commencé à être intégrés dans les pièces de structure de plusieurs véhicules. La faible masse volumique des alliages d'aluminium (2,7g/cm 3 ) permet d'alléger le poids du véhicule qui entraîne une diminution de la consommation de carburant et, donc, des émissions de gaz à effet de serre. La striction et la rupture sont les principaux modes de défaillance qui entrainent le rebut systématique des pièces. C'est pourquoi, améliorer la prédiction d'apparition de ces défauts lors de la simulation va dans le sens d'une meilleure maitrise du procédé. Dans le cadre de ce travail doctoral, deux modèles sont développés pour simuler le comportement à grandes déformations d'alliages d'aluminium : un modèle polycristallin de type Taylor et un modèle à un ou plusieurs éléments finis par grain.Les diagrammes limites de formage (DLF) pour les deux alliages d'aluminium AA5754 et AA6063 ont été simulés numériquement en utilisant une formulation par éléments finis pour les polycristaux basée sur l'hypothèse de Taylor.Les DLF conventionnels et de l'hydroformage ont été traces. L'effet des chemins de déformation sur la formabilité des alliages d'aluminium a aussi été étudié. Finalement, des simulations numériques avec les données de diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) pour l'alliage d'aluminium AA5754 ont été effectuées en utilisant le modèle à un ou plusieurs éléments par grain. Ces simulations sont exécutées avec différents modèles du durcissement (Asaro, Bassani et puissance).

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Anderson, Theodore E. "Simulation and Fabrication of a Formable Surface for the Digital Clay Haptic Device". Thesis, Georgia Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1853/14494.

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Abstract (sommario):

A formable surface is part of an effort to create a haptic device that allows for a three dimensional human-computer interface called digital clay. As with real clay, digital clay allows a user to physically manipulate the surface into some form or orientation that is sensed and directly represented in a computer model. Furthermore, digital clay will allow a user to change the computer model by manipulating the inputs that are directly represented in the physical model. The digital clay device being researched involves a computer-interfaced array of vertically displacing actuators that is bound by a formable surface. The surface is composed of an array of unit cells that are constructed of compliant spherical joints and translational joints. As part of this thesis, a series of unit cells were developed and planar surfaces were fabricated utilizing the additive manufacturing process of stereolithography. The process of computing the resultant shape of a manipulated surface was modeled mathematically through energy minimization algorithms that utilized least squares analysis to compute the positions of the unit cells of the surface. Simulation results were computed and analyzed against the movement of a fabricated planar surface. Once the mathematical models were validated against the manufactured surface, a method for attaching the surface to an array of actuators was recommended.

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Filion, Guillaume. "Fabrication virtuelle et expérimentale de tubes d'aluminium de formes complexes par hydroformage". Master's thesis, Université Laval, 2011. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22228.

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Abstract (sommario):

L'utilisation de modèles numériques de procédés de mise en forme des matériaux est devenue une nécessité dans la conception et la fabrication de composants évolués. De plus, les geometries de ces composants sont de plus en plus complexes et demandent l'utilisation de procédés avancés comme l'hydroformage. Le présent mémoire fait état des différentes étapes effectuées pour produire une pièce majeure de la structure d'un banc d'autobus. Pour ce faire, des outils numériques et expérimentaux ont été créés pour les étapes de cintrage et d'hydroformage. Une méthodologie est aussi proposée pour l'optimisation du procédé d'hydroformage en utilisant le module LS-Opt. De nombreuses simulations ont été effectuées pour l'alliage d'aluminium 6061 à l'état recuit (O) et à l'état brut de livraison (F).

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Bihamta, Reza. "Optimisation of the Hydroforming Process of Geometrically Complex Aluminium Tubes Taking Account of Preceding Forming Processes". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28759/28759.pdf.

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Körner, André [Verfasser], e Michael [Akademischer Betreuer] Gissenwehrer. "Theatralisierung der Lebenswelt durch Reality TV Formate : die Simulation im grellen Licht der Wirklichkeit / Andre Körner. Betreuer: Michael Gissenwehrer". München : Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität, 2015. http://d-nb.info/1105373800/34.

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Adzima, Francis. "Modélisation et simulation de procédés de mise en forme de tôles métalliques ultrafines". Thesis, Paris, ENSAM, 2016. http://www.theses.fr/2016ENAM0066/document.

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Abstract (sommario):

La course à la miniaturisation entraine une forte hausse de la demande encomposants aux dimensions submillimétriques et donne un essor considérable aux procédés de micro-formage. Cependant le comportement mécanique des tôles ultrafines, employées dans ces procédés présente des singularités liées à la réduction du nombre de grains. Cette thèse a eu pour objet de mettre en place un outil d’aide à la prédiction du comportement mécanique des tôles ultrafines.Expérimentalement, le comportement de deux alliages de cuivre, le CuBe2 et le CuFe2P, a été caractérisé sous divers types de chargement. Diverses caractéristiques ont été mises en évidence, notamment l’anisotropie de la réponse mécanique, l’effet Bauschinger ou encore ladégradation du module de Young.Afin d’obtenir un cadre de modélisation apte à la description de tôles présentant un comportement plus ou moins homogène, deux approches ont été retenues. La première consiste en une modélisation phénoménologique inspirée des observations macroscopiques. La seconde est une description, en plasticité cristalline, à l’échelle du grain du comportement mécanique, basée sur les mécanismes physiques de déformation. Les modèles retenus ont été intégrés dansles logiciels ABAQUS et SiDoLo dans le formalisme des grandes transformations. Des stratégies d’identification paramétrique des différents modèles sont développées et une analyse comparative de l’impact de l’identification sur les prévisions des modèles est proposée.Enfin les approches développées sont mises en oeuvre sur des procédés industriels et des tests académiques. Une étude sur des facteurs influençant la prédiction du retour élastique estréalisée. Elle a montré qu’une attention particulière doit être portée à la modélisation de l’élasticité
The on-going trend on device miniaturization has increased the demand forminiature parts and boosted micro forming processes. However, the mechanical behavior of ultra-thin sheet metals is subjected to certain peculiarities which are driven from the reduced number of grains in the sheets. The present work aimed to provide a numerical tool for the prediction of the mechanical behavior of ultra-thin sheet metals. The mechanical behavior of two copper alloys, CuBe2 and CuFe2P, was experimentally characterized through several strain paths. Various characteristics have been revealed, such as the anisotropic response, Bauschinger effect and the decrease of the Young modulus.In order to build a modeling frame capable of describing thin metal sheets which exhibit a highly heterogeneous behavior and those whose response is more homogeneous, two modeling approaches were considered. On one hand, a phenomenological model based on the experimental results is chosen. On the other hand, a crystal plasticity based model, which takes into account the physical deformation mechanisms, is adopted. Both models were implementedin ABAQUS and SiDoLo softwares, under the finite strain formalism. Parametric identification strategies are devised and the influence of calibration on models performance is assessed.Ultimately, the modeling approaches were applied to the simulation of industrial processes and academic tests. A numerical study on relevant parameters for the prediction of springback has been performed. The accurate modeling of elasticity proved highly influential

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Branza, Traian. "Rechargement par soudage d'aciers réfractaires moulés : application à la réparation des matrices de formage superplastique". Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30246.

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Abstract (sommario):

Dans le cas de tôles aéronautiques en TA6V, le procédé de formage superplastique (SPF) est mis en œuvre à des températures voisines de 900°C. Les outillages de formage réalisés en aciers réfractaires moulés, sont soumis à des contraintes thermomécaniques très sévères susceptibles de provoquer leur endommagement. L'objectif de l'étude est de sélectionner des procédés de rechargement et de soudage utilisés pour réparer ces outillages et de caractériser les rechargements d'un point de vue microstructural et mécanique. Les paramètres de soudage et de remplissage sont optimisés afin de garantir la meilleure qualité des rechargements réalisés. L'influence des paramètres liés au procédé de rechargement et aux matériaux utilisés, sur la propension des aciers moulés à fissurer en cours de soudage, est étudiée. Ces analyses sont conduites d'une manière qualitative sur des macrographies en coupe et quantitative en utilisant la technique de traitement d'images. Pour des rechargements de fortes profondeurs, les techniques de refusion de surface et de beurrage ont été développées. Les performances mécaniques des structures réparées sont évaluées par des essais de fatigue oligocyclique. Le comportement mécanique des éprouvettes rechargées est également analysé à l'aide de la simulation numérique
Superplastic forming (SPF) of TA6V aeronautical sheets is performed at temperatures close to 900°C. Forming tools, manufactured with heat resistant cast steels, are exposed to highly severe thermomechanical stress likely to cause their damage. The purpose of this study is to develop weld repair techniques for SPF dies and to characterize the weld joints using microstructural investigations and mechanical testing. The parameters of welding and filling are optimized in order to guarantee the best quality of the welded zone. The influence that parameters related to the weld repair process and the materials used, have on the propensity of the cast steels to crack during welding, is investigated. These analyses are performed on the macrographs of the welded zone and also using image analysis technique. For the very deep groove, two weld repair techniques are developed, the surface remelting of the material and the buttering. The mechanical performances of the repaired structures are evaluated using low cycle fatigue tests. The mechanical behaviour of the weld repair joints is also investigated using numerical simulation

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Vogelsang, Stefan. "Monitoring Tools File Specification". Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-199034.

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Abstract (sommario):

This paper describes the format of monitoring data files that are collected for external measuring sites and at laboratory experiments at the Institute for Building Climatology (IBK). The Monitoring Data Files are containers for storing time series or event driven data collected as input for transient heat and moisture transport simulations. Further applications are the documentation of real world behaviour, laboratory experiments or the collection of validation data sets for simulation results ( whole building / energy consumption / HAM ). The article also discusses the application interface towards measurement data verification tools as well as data storage solutions that can be used to archive measurement data files conveniently and efficiently.

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Beauquis, Yann. "Modélisation et simulation d'un processus métallurgique de mise en forme en vue de sa commande". Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0188.

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Abstract (sommario):

Cette these propose une modelisation et une simulation d'un processus metallurgique de mise en forme dans un but de commande. Une description du procede en question est d'abord exposee. Puis nous analysons la commande et nous mettons en evidence l'interet de modeliser le procede. Notre volonte a ete d'etablir un modele physique simplifie : d'une part le modele doit contenir assez de physique pour faire de la prediction, d'autre part le modele doit etre exploitable et sa parametrisation compatible avec les donnees disponibles. Nous avons decompose le processus metallurgique de mise en forme en trois modeles. La conception de ces trois modeles est alors presentee, chaque modele faisant l'objet d'une etude particuliere. Les deux premiers modeles s'appuient essentiellement sur la theorie hydraulique, donc sur la theorie physique du processus, alors que le troisieme est davantage une representation simplifiee. Enfin cette modelisation est veritablement validee a partir de donnees de fabrication, dans un but d'utilisation en temps reel. Un logiciel de simulation a ete cree a partir de ce modele. La modelisation et la simulation ont permis d'obtenir une representation conceptuelle, ainsi qu'une meilleure connaissance du processus metallurgique de mise en forme.

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Mathurin, Florestan. "Etude du processus de vissage par vis autoformeuse et élaboration d'une méthode de dimensionnement adaptée". Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000255/.

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Abstract (sommario):

Depuis toujours, l’industrie automobile est en recherche constante de solutions, afin d’améliorer sa compétitivité en réduisant les coûts et les délais. Ainsi, les technologies du taraudage par déformation pour les matériaux métalliques connaissent depuis une dizaine d’années un développement important. Les vis autoformeuses par déformation de matière, pour matériaux métalliques, qui permettent de supprimer l’opération préalable d’usinage sont l’exemple le plus abouti de ces technologies. Cependant, leur utilisation est récente et réservée aux assemblages peu chargés et qui, en cas de défaillance, ne présentent pas de danger pour l’utilisateur, car les phénomènes associés au processus de vissage ne sont pas bien maîtrisés. Dans ce mémoire, nous présentons une méthode de simulation originale, développée avec le code ABAQUS, ainsi que des résultats des nombreux essais qui nous ont permis de mettre en évidence et de quantifier les paramètres caractéristiques de l’opération de formage des filets. Puis nous proposons deux méthodes de calcul du couple de formage, une tirée du plan d’expérience et une autre analytique qui met bien en évidence le processus de déformation plastique. Au final, nous proposons une méthode de prédimensionnement des assemblages par vis autoformeuse déstinée aux bureaux d’études
Automotive industry always improves its competitiveness by reducing cost and delays. Thus, form tapping technologies have been considerably developing since ten years. In this framework, thread forming screws for metallic materials, which are designed to perform direct assembly by a thread forming process in the lower part of the assembly, are the most practical examples of such technologies. However, they are also commonly used for assemblies made of materials which transmit minimal exterior loadings since the phenomenon associated to tightening process are not well mastered. In this report, an original simulation method, developed under ABAQUS, and experimental results, which highlight and quantify the characteristic parameters of the thread forming operation, are presented. In addition, two methods for calculating thread forming torque are presented. The first one is developed from an experimental method whereas the second one, analytical, highlights the processes of plastic deformation. Finally, a pre-dimensioning method for thread forming screws assemblies is proposed

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Benchouikh, Abdelkrim. "Formulation et identification de lois de comportement anisotropes pour toles minces en emboutissage". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0055.

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Abstract (sommario):

Le but de ce travail est de formuler des modèles de comportement réalistes pour la simulation numérique de l'emboutissage. Ces modèles doivent donc, tout en s'appuyant sur une formulation mécaniquement cohérente, rester suffisamment simples dans leur écriture comme dans leur identification. Nous nous sommes limites aux modélisations rigides plastiques en contraintes planes. C'est en effet le cadre mécanique approprie pour l'emboutissage des tôles minces. Nous avons développé trois classes de modèles qui prennent en compte l'anisotropie initiale (isotropie transverse) ainsi que l'écrouissage suppose isotrope. Ce travail a été développé dans le cadre du groupe de travail lois de comportement pour l'emboutissage-RNOV, GIE PSA et IRSID. La première classe de modèles est relativement classique et elle permet la description correcte de certains chemins radiaux ainsi que la prise en compte du coefficient d'anisotropie par utilisation d'une loi non-associée. Notre contribution principale porte sur le développement d'une stratégie d'identification ainsi que sur la mise en place des procédures correspondantes à partir d'un ensemble de résultats expérimentaux. La deuxième classe de modèles permet d'améliorer la description de certains résultats expérimentaux et notamment la traction plane en introduisant d'autres variables internes d'écrouissage (libre parcours moyen,. . . ). Pour décrire le comportement ultérieur lors d'un changement du trajet de chargement (chargement complexe), nous avons développé un modèle qui utilisait une variable interne de nature tensorielle. Enfin, la troisième classe de modèles est basée sur l'utilisation d'un critère non quadratique. Pour ce faire, nous avons développé une méthodologie générale de représentation des critères isotropes et isotropes transverses. L'application de cette représentation avec l'utilisation d'un critère non quadratique et une loi non-associée ont permis la construction de modèles permettant à la fois une bonne description des chargements radiaux et du coefficient d'anisotropie

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Surdon, Gilles. "Simulation numérique du forgeage tridimensionnel à chaud". Paris, ENMP, 1986. http://www.theses.fr/1986ENMP0007.

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Abstract (sommario):

Etude d'un logiciel d'éléments finis en grandes déformations avec frottement pour un matériau viscoplastique permettant une simulation de l'écoulement complexe du matériau en forgeage à chaud tridimensionnel

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Matei, Mihaita. "Développement d'outils intégrés pour la fabrication virtuelle de produits en aluminium et en acier par hydroformage de tubes pour l'industrie aéronautique". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27857/27857.pdf.

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Martiny-Weitig, Marion. "Modélisation par éléments finis sur micro-ordinateur de la mise en forme de tôles minces : application au profilage, validation expérimentale par le moiré". Nancy 1, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1992_0222_MARTINY_WEITIG.pdf.

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Abstract (sommario):

Actuellement, la simulation numérique connaît un essor sans précédent dans les sciences de l'ingénieur et en particulier en mécanique des structures. L'objectif poursuivi dans ce travail est de réaliser et de valider un code général de calcul par éléments finis, d'architecture modulaire, fonctionnant intégralement sur micro-ordinateur. Les modules bidimensionnels développés sont dédiés à la mise en forme de structures minces (tôles) dans le domaine de la mécanique non-linéaire (géométrique et matérielle) en élasto-plasticité "grandes déformations" avec contact-frottement (algorithme implicite). La démarche poursuivie au cours de ce travail repose sur les étapes suivantes : étude détaillée des diverses formulations proposées dans la littérature (grandes déformations, contact) ; mise en œuvre des algorithmes de calcul ; application à la simulation numérique du processus du formage de profilés de couverture-bardage à partir de tôles minces ; validation expérimentale par la méthode du moiré.

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Hu, Xiaobin. "Algorithmes de résolution pour la simulation de l'emboutissage par l'approche inverse". Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMP1015.

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Abstract (sommario):

L'objectif de ce travail est de développer, d'évaluer et d'améliorer différents algorithmes de résolution pour la simulation de l'emboutissage par l'approche inverse, qui est basée sur la connaissance de la forme finale de l'embouti. La première partie aborde les méthodes de résolution statiques : la méthode statique implicite, la méthode statique explicite et une méthode de combinaison. La méthode statique explicite est extrêmement rapide. La méthode explicite/implicite est à la fois rapide et précise. La méthode du gradient conjugué et la méthode de Levenberg-Marquardt sont aussi implantées et évaluées dans l'approche inverse. Dans la deuxième partie, La méthode de relaxation dynamique (RD), la méthode de relaxation visqueuse et la méthode dynamique explicite sont présentées. La validation et la comparaison sur leurs performances sont effectuées au travers des exemples académiques et industriels. La méthode de RD est très avantageuse pour les gros systèmes. La méthode dynamique explicite peut aboutir à de bons résultats si l'on utilise de nombreux petits pas. La troisième partie présente le développement des techniques de pilotage en déplacement et en longueur d'arc dans l'approche inverse. Elles offrent des possibilités de réduire la difficulté de convergence dans le cas de forte plastification et de faible écrouissage du matériau. Une méthode de développement géométrique est aussi réalisée pour fournir une meilleure solution initiale. Elle permet de franchir la difficulté numérique rencontrée au début du calcul de l'approche inverse, et gagner du temps CPU. Cette thèse présente une étude assez complète des méthodes de résolution non linéaire dans l'analyse de l'emboutissage par l'approche inverse. Elle a mis en évidence des avantages et des inconvénients de chaque méthode, et amélioré l'efficacité et la performance de l'approche inverse.

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Knüpfer, Christian [Verfasser], Clemens [Gutachter] Beckstein, Falk [Gutachter] Schreiber e Stefan [Gutachter] Artmann. "Struktur, Funktion und Verhalten dynamischer Modelle der Systembiologie : formale Wissensrepräsentation als Grundlage für computergestützte Modellierung und Simulation / Christian Knüpfer ; Gutachter: Clemens Beckstein, Falk Schreiber, Stefan Artmann". Jena : Friedrich-Schiller-Universität Jena, 2015. http://d-nb.info/1178543366/34.

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Decultot, Nicolas. "Formage incrémental de tôle d'aluminium : étude du procédé à l'aide de la mesure de champs et identification de modèles de comportement". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00593375.

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Abstract (sommario):

Ce travail est consacré à l'étude du procédé de formage incrémental simple point (Single Point Incremental Forming, SPIF). Ce nouveau procédé de mise en forme de tôles à froid est surtout utilisé pour le prototypage et la réalisation de petites séries. Son principe est basé sur le repoussage local de la matière par un poinçon de petite taille devant les dimensions de la tôle et contrôlé en déplacement. Dans un premier temps, un pilote de SPIF équipé d'un capteur de forces tri-axes et d'un banc multi-caméras permettant l'utilisation de la mesure de champs par stéréo-corrélation a été développé au laboratoire. Au moyen de celui-ci, une étude paramétrique du procédé SPIF concernant entre autre la formabilité et l'emboutissabilité de tôles d'alliage d'aluminium a été tout d'abord réalisée. Ensuite, plusieurs méthodes d'identification ont été mises en œuvre afin d'identifier les paramètres de critères de plasticité (Hill48, Hill90 et Barlat) et de lois d'écrouissage isotrope permettant de modéliser le comportement élastoplastique anisotrope des tôles étudiées. La méthode d'identification à partir de mesures de champs par recalage de modèle Eléments-Finis a notamment été développée. Enfin, à partir des modèles identifiés, une simulation éléments finis d'une trajectoire simple en formage incrémental a été réalisée, ces résultats sont comparés avec des résultats expérimentaux.

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Simon, Jessy. "Numerical simulation and experimental investigation of the forming of tailored fibre placement preforms : a mixed embedded-ALE finite element formulation". Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0024.

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Abstract (sommario):

La technologie Tailored Fibre Placement (TFP) permet de fabriquer des préformes fibreuses planes à orientation et épaisseur continûment variables. L’hybridation du TFP et du formage est une solution attractive pour produire des pièces composites 3D optimisées. Au cours du formage de pièces complexes, les changements de trajectoires curvilignes des fibres sont inévitables. La prédiction de l’état final de la préforme TFP est nécessaire pour utiliser pleinement le potentiel de cette solution hybride dans le monde industriel.Une première approche de modélisation est proposée pour simuler le formage de préformes TFP. Deux modèles semi-discrets basés sur des éléments finis embarqués sont développés pour représenter des préformes avec et sans matériau support. Dans ces deux modèles, les mèches de fibres sont représentées explicitement avec des éléments finis de poutre et le glissement entre les constituants de la préforme est d’abord négligé. La validation du modèle sans matériau support est réalisée au travers du formage sur des poinçons hémisphérique et tétraédrique avec obtention d’orientations orthotropes. Finalement, une formulation mixte d’éléments embarqués ALE (Lagrangienne-Eulérienne Arbitraire) est proposée pour introduire le glissement des mèches sans modifier les ingrédients initiaux des modèles. Une étude paramétrique expérimentale d’extraction de mèches est menée pour caractériser le comportement en friction à implémenter dans les modèles. La validation de cette stratégie de modélisation pour le TFP est réalisée et son extension pour le renforcement local des textiles conventionnels est abordée
Tailored Fibre Placement (TFP) allows manufacturing flat, net shape fibrous reinforcements with continuously varying orientation and thickness. The hybridisation of TFP and forming is an attractive solution to manufacture mechanically optimized 3D shelllike composite parts. During the forming of complex parts, inevitable fibre path changes occur in the TFP preform. Prediction of the final state of TFP preforms is required to take full advantage of this hybrid solution in the industry.A first numerical modelling strategy is proposed to address the forming of flat TFP preforms. Two semi-discrete models based on an embedded formulation are developed to offer the possibility of removing or keeping the backing material. Both finite element models use an explicit discretisation of the fibre tows using beam elements and assumes no slippage between the preform constituents. Full-scale validations of the model without backing material are successfully addressed by forming hemispherical and tetrahedral parts with final orthotropic orientations. Finally, a mixed embedded element-ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) formulation is proposed to introduce fibre slippage into the models without modifying their initial ingredients. A parametric study of pull-out experiments is performed to characterize the friction behaviour to be implemented in the models. Numerical validations for TFP preforms and an extension to model fibre slippage in conventional textiles are proposed

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Peretti-Pezzi, Guilherme. "Simulations hydrauliques d'haute performance dans la Grille avec Java et ProActive". Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00977574.

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Abstract (sommario):

L'optimisation de la distribution de l'eau est un enjeu crucial qui a déjà été ciblé par de nombreux outils de modélisation. Des modèles utiles, implémentés il y a des décennies, ont besoin d'évoluer vers des formalismes et des environnements informatiques plus récents. Cette thèse présente la refonte d'un ancien logiciel de simulation hydraulique (IRMA) écrit en FORTRAN, qui a été utilisé depuis plus de 30 ans par la Société du Canal de Provence, afin de concevoir et maintenir les réseaux de distribution d'eau. IRMA a été développé visant principalement pour le traitement des réseaux d'irrigation - en utilisant le modèle probabiliste d'estimation de la demande de Clément - et il permet aujourd'hui de gérer plus de 6.000 km de réseaux d'eau sous pression. L'augmentation de la complexité et de la taille des réseaux met en évidence le besoin de moderniser IRMA et de le réécrire dans un langage plus actuel (Java). Cette thèse présente le modèle de simulation implémenté dans IRMA, y compris les équations de perte de charge, les méthodes de linéarisation, les algorithmes d'analyse de la topologie, la modélisation des équipements et la construction du système linéaire. Quelques nouveaux types de simulation sont présentés: la demande en pointe avec une estimation probabiliste de la consommation (débit de Clément), le dimensionnement de pompe (caractéristiques indicées), l'optimisation des diamètres des tuyaux, et la variation de consommation en fonction de la pression. La nouvelle solution adoptée pour résoudre le système linéaire est décrite et une comparaison avec les solveurs existants en Java est présentée. La validation des résultats est réalisée d'abord avec une comparaison entre les résultats obtenus avec l'ancienne version FORTRAN et la nouvelle solution, pour tous les réseaux maintenus par la Société du Canal de Provence. Une deuxième validation est effectuée en comparant des résultats obtenus à partir d'un outil de simulation standard et bien connu (EPANET). Concernant les performances de la nouvelle solution, des mesures séquentielles de temps sont présentées afin de les comparer avec l'ancienne version FORTRAN. Enfin, deux cas d'utilisation sont présentés afin de démontrer la capacité d'exécuter des simulations distribuées dans une infrastructure de grille, utilisant la solution ProActive. La nouvelle solution a déjà été déployée dans un environnement de production et démontre clairement son efficacité avec une réduction significative du temps de calcul, une amélioration de la qualité des résultats et une intégration facilitée dans le système d'information de la Société du Canal de Provence, notamment la base de données spatiales.

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Jamal, Mazen. "Un modèle de distorsion des surfaces seuil pour la simulation en mise en forme des tôles minces". Cachan, Ecole normale supérieure, 1994. http://www.theses.fr/1994DENS0017.

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Abstract (sommario):

L'anisotropie induite par la plasticite joue un rôle important dans l'emboutissage des tôles minces et de la transformation des métaux en feuilles. La connaissance de l'anisotropie induite nécessite la modélisation de la distorsion des surfaces seuil. La prise en compte de cette dernière rend complexe la formulation et l'utilisation des modèles de plasticité. Cette complexité est due à l'augmentation du nombre des paramètres d'écrouissage et à l'absence d'une expression mathématique satisfaisante de la surface. Le modèle propose est formule en vitesse dans le référentiel corotationnel. L'évolution de la surface est exprimée selon une procédure d'intégration d'une loi en vitesse. Cette loi se base sur la distribution en tout point de la surface de l'écrouissage identifie sur trois points particuliers. L'identification de ces trois écrouissages (direct, indirect et latéral) pour des tôles minces de la sollac a nécessite des essais séquentiels. Pour cela la réalisation d'un montage original a été nécessaire. Il permet de soumettre une plaque de tôle à des séquences de traction plane et cisaillement durant lesquelles nous avons identifie le modèle. A partir des courbes des vitesses d'écrouissage et de la surface initiale, l'application du modèle se fait sur un nombre fini de points. Une technique de cao (carreau de coons) permet de représenter la surface à partir de ces points. Ainsi avec un faible nombre de points, il est possible de représenter correctement l'évolution de la surface distordue pour un faible coût de calcul numérique

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Castelli, Eric. "Caractérisation acoustique des voyelles nasales du français : mesures, modélisation et simulation temporelle". Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0055.

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Tesi sul tema "Simulations de formage"

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