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Dissertations / Theses on the topic 'Travail de la tôle – Frottement'
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Payen, Gilles-Rémi. "Frottement des tôles d'acier doux galvanisées pour emboutissage : rôle des déformations plastiques superficielles et des films de surface." Paris, ENMP, 2010. http://www.theses.fr/2010ENMP1685.
Full text
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Malroux, Maryline. "Mécanismes d'action tribologique des films secs en emboutissage." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2001. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1877_mmalroux.pdf.
Full textAbstract:
L'amélioration en continu de l'emboutissabilité de ses aciers fait partie intégrante des axes de recherche d'USINOR. Pour ce faire, la diminution du frottement sous le serre-flan apportée par l'utilisation de films secs (dépôt organique à base de polymères ou de cires) à la surface des tôles d'acier est une des voies possibles de progrès. Ce travail de recherche a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes d'action tribologique des films secs. Notre substrat d'étude est une tôle électrozinguée. Notre démarche a été de choisir des systèmes modèles (un polyéthylène, un polyéthylène greffé, une résine acrylique et une cire végétale) avec l'objectif d'évaluer dans un premier temps leurs performances tribologiques (essais de frottement sur un tribomètre plan/plan et essais de cup-test). Différents mécanismes de frottement ont été mis en évidence : cisaillement à l'interface zinc/polymère (arasement des rugosités du substrat et transfert important de zinc et de polymère sur les outils), cisaillement dans le volume du polymère avec ou non formation de rouleaux et glissement à l'interface indenteur/polymère. Ces deux derniers mécanismes offrent plusieurs avantages en emboutissage tels que la protection des surfaces et une faible pollution des outils. Des essais complémentaires en température sur un tribomètre pion/plan ont permis de préciser ces mécanismes. Les paramètres - température de transition vitreuse, température de fusion et polarité (c'est-à-dire l'aptitude du polymère à former un film de transfert adhérent sur l'antagoniste) et température de transition ductile- fragile - ont été considérés pour expliquer les comportements observés<br>Continuous improving of the drawability of its steels is part of the USINOR research. The reduction of friction coefficient under the blank holder by the use of organic coatings (polymer films or wax) on steel sheet is one possible way of progress. This study aims to have a better understanding of the mechanisms of the tribological action of organic coatings in deep drawing. The substrate used for the study is a zinc-coated sheet. First, we have chosen model systems (a polyethylene, a grafted polyethylene, an acrylic resin and a vegetal wax) in order to evaluate their tribological properties (friction tests on a flat on flat tribometer and cup tests). Different friction mechanisms have been underlined : shearing at the interface zinc/polymer (flattening of substrate asperities and important amount of zinc and polymer transfer on the tools), shearing in the polymer with or without formation of rolls and sliding at the interface indenter/polymer. These two last mechanisms provide many advantages in deep drawing : protection of the surfaces and reduced pollution of the tools. Temperature tests on a pin on flat tribometer have been carried out to explain these mechanisms. The parameters - glass transition temperature, melting temperature, polarity (that is to say the capabilty of the polymer to form a transfer film with a good adhesion on the counterface) and ductile-brittle transition temperature - have been considered to explain the observed behaviours
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Duchêne, Thierry. "Optimisation des conditions d'emboutissage par simulation en étirage plan : étude critique du frottement et des paramètres rugosimétriques fonctionnels comme signatures de la sévérité du contact." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL028N.
Full textAbstract:
Nous choisissons l'étirage plan en mode multipasses entre outils cylindriques comme technique de simulation du frottement en emboutissage. La force de frottement est mesurée en fonction de la pression de contact, la contrainte à cœur, la température de contact et la vitesse de glissement. Une stratégie de plan d'expériences de type « Taguchi » donne une relation polynomiale avec le poids relatif de chaque paramètre. Cette relation peut aussi être utilisée comme relation empirique pour la modélisation numérique. Pour les fortes pressions de contact provoquant une lubrification limite, il n'y a pas une seule courbe générale de Stribeck, mais plutôt des courbes spécifiques se décalant vers des plus bas niveaux de frottement quand la pression augmente. En général, le niveau absolu du frottement est un outil insuffisant pour caractériser la sévérité du contact. En utilisant la profilométrie tactile à balayage pour mesurer les modifications de la topographie durant l'emboutissage, on obtient les variations des paramètres fonctionnels au niveau de la surface de la tôle. La quantification de la sévérité du contact ainsi obtenue devient le critère de transposition entre étirage plan et emboutissage. Les outils topographiques caractérisant les endommagements surfaciques sont : l'arasement deltaRt et la courbe de portance d'Abbott de même que le retour de la courbe Ek en fonction de Sk indiquant des sévères modifications de la surface. Sur des pièces réelles embouties, une cartographie de la sévérité du contact est dressée. Cette approche se prête à une exploitation directe sur les lignes d'emboutissage et aux calculs des pressions équivalentes pendant l'emboutissage. Une telle méthode est utilisée pour l'optimisation des paramètres : -surface de la tôle : texture, composition chimique (revêtement de chrome), grammage d'huile, lubrification par film sec, -outils de formage : rugosité de surface, traitement thermique, composition chimique (nitruration, revêtement de chrome).
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Duroux, Patrick. "Évaluation numérique des déformations dans les tôles embouties." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD559.
Full textAbstract:
L'objectif de la présente thèse est la mise au point d'un outil numérique destiné à l'évaluation des déformations dans les tôles minces embouties. L'emboutissage est un procédé de fabrication qui fait intervenir de nombreux phénomènes : grandes transformations, trajets complexes de déformations, comportement élasto-plastique anisotrope, contact et frotte-ment. Cette thèse présente deux approches non linéaires implicites, basées sur la méthode des éléments finis. Seul le comportement de membrane de la tôle est représenté. L'anisotropie transverse du matériau est prise en compte. La première méthode a pour fonction de simuler le plus fidèlement possible l'emboutissage. C'est une méthode incrémentale. Les accroissements de déformations et de rotations sont calculés par décomposition polaire du gradient de déformation correspondant à un pas de chargement. La loi d'écoulement élasto-plastique est intégrée dans un repère tournant lié à la matière pour vérifier l'objectivité incrémentale. L'interaction entre la tôle et les outils est traitée par pénalisation et le frottement obéit à la loi de Coulomb. La validité de cette approche est démontrée par la simulation de quelques essais expérimentaux de laboratoire. La seconde méthode est destinée à l'évaluation des déformations des pièces à emboutir dès le stade de la conception. Cette méthode tout à fait originale a pour principales qualités d'être très rapide et facile à utiliser. Elle ne considère que les deux configurations extrêmes du processus de mise en forme et détermine le trajet inverse des particules repérées sur la forme finale. Nous l'appellerons «approche inverse». La loi de comportement est basée sur la théorie de la déformation. Le traitement du contact se limite au calcul d'un champ de réactions. La comparaison de résultats obtenus soit par l'approche incrémentale soit des voies expérimentales met en évidence l'intérêt de cette approche.
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Roizard, Xavier. "Étude des conditions de frottement et des mécanismes d'endommagements surfaciques en emboutissage par simulation en étirage-plan." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1992_ROIZARD_X.pdf.
Full textAbstract:
Du fait de la complexité et du nombre important de paramètres régissant les conditions de contact, influentes quant à la réussite de l'opération d'emboutissage, nous avons choisi d'utiliser un test de frottement ou des outils cylindriques frottent plusieurs fois la même piste. La relocalisation, en profilométrie tridimensionnelle, d'une plage entre chacun des passages des outils, nous a permis d'analyser et quantifier les modifications de la rugosité de surface, en fonction de paramètres spécifiques des surfaces en contact (rugosité, nature du revêtement de surface, présence de débris d'usure sur la piste de frottement,. . . ) et spécifiques des conditions de contact (vitesse relative entre les corps, taux de contraintes à cœur,. . . ). Plusieurs exemples illustrent les nombreuses interactions entre ces facteurs sur le frottement et l'endommagement surfacique des corps en contact. Du point de vue des mécanismes physiques qui régissent les modifications de la rugosité de surface à l'échelle du contact entre la tôle et les outils, nous avons analysé plus particulièrement les effets de la vitesse de glissement, de la force avec laquelle sont pressés les deux corps, de la température moyenne des outils et du taux de contrainte de tension à cœur, pendant un essai de frottement. Ce dernier paramètre, encore peu étudié de nos jours, est apparu de première importance puisqu'il régit, à la fois la fraction de la surface réelle de contact métal-outil, responsable des efforts de frottement, et de son évolution le long de frottements successifs. Enfin, nous présentons une démarche de planification expérimentale permettant d'établir des relations empiriques entre les facteurs influents et les efforts de frottement. Ces lois pourront être utilisées dans des codes de calcul par éléments finis afin d'affiner la prise en compte du contact
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De, Castro Emmanuelle. "Le frottement des toles galvanisées en emboutissage : étude par tof-sims de la réactivité de surface vis-à- vis de l'acide oléique et des sulfonates de calcium." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1137.
Full text
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Mercier, Frédéric. "Contribution à la modélisation de l'emboutissage de tôles minces par l'approche inverse." Compiègne, 1998. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01123948.
Full textAbstract:
L'emboutissage est un procédé de fabrication qui consiste à transformer de façon permanente une feuille de métal en une forme tridimensionnelle par l'action d'outils. La simulation numérique de ce procédé complexe peut être effectué par l'approche inverse ; méthode simplifiée qui exploite la connaissance a priori de la géométrie désirée de la pièce pour estimer les grandes déformations élastoplastiques dans l'embouti. Après une présentation des fondements de cette méthode, les divers développements sont explicites. Il s'agit : de la formulation d'un élément de type quadrangle gauchi qui offre notamment de nouvelles possibilités de maillages ; de la prise en compte des effets de flexion sans augmenter le nombre de ddl à l'aide d'un élément triangulaire (DKT12) ; d'améliorer les actions équivalentes aux outils (poinçon, matrice et serre-flan) ainsi que les forces équivalentes, déterminées analytiquement, dues à la présence de joncs ; de rendre l'algorithme de résolution plus rapide et robuste grâce à l'estimation d'une solution géométrique initiale et au conditionnement de la matrice représentative du système dans le schéma de Newton. L'ensemble de ces contributions sont validées par des exemples académiques et industrielles plus ou moins complexes, qui permettent de mettre en évidence l'apport et les limitations de ces travaux.
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Moine, Mohamed Moustapha. "Fonctionnalisation de surface d'une tôle de cuivre par greffage d'acides alkylphosphoniques auto-assemblés en vue d'améliorer ses propriétés en emboutissage." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2075.
Full textAbstract:
Le procédé de mise en forme des tôles métalliques, généralement oxydées, par emboutissage est en pleine évolutionpour répondre à de nouveaux besoins : intervalles de tolérances dimensionnelles de plus en plus étroits, productionen grande série à faible coût, apparition de nouvelles nuances de matériaux, souci écologique. La réussite d’une telleopération est prédominée par le contrôle du frottement au niveau du contact entre tôle à former et outil enmouvement relatif. Pour ce faire, nous proposons dans cette thèse de fonctionnaliser la surface de la tôle en ygreffant des molécules organiques auto-assemblées, par simple immersion dans une solution contenant les moléculesréactives. Le couple métal/molécule retenu pour cette étude est un substrat massif de cuivre pur avec des moléculesd’acides alkylphosphoniques (CnH2n+1PO(OH)2) dans le but d’établir une corrélation entre les propriétésphysicochimiques des films ainsi formés et leur comportement tribologique. La réponse en frottement a été étudiéepar deux moyens de simulation expérimentale des conditions de contact (tribomètres bille/plan et étirage-plan). Nousavons considéré l’influence des trois facteurs de préparation de substrat suivant μ la nature de surface juste avant safonctionnalisation (présence d’une couche d’oxyde ou d’hydroxyde), le nettoyage de surface aux ultrasons après safonctionnalisation (élimination des espèces physisorbées) et la longueur de chaîne alkyle de la moléculeorganophosphonique (n=4, 12 et 16). Bien que la formulation de cette fonctionnalisation soit simple (élaborée àpartir d’une seule molécule), les techniques d’investigation de surface (PM-IRRAS, XPS, électrochimie, MEB,…)montrent que les films auto-assemblés sont constitués d’une bicouche de bonne qualité de greffage et de propriétésanticorrosion. Cette bicouche est composée d’une première monocouche de molécules chimisorbées à la surface (ouSAM) sur laquelle est déposée une deuxième couche d’amas physisorbés. D’autre part, notre étude a montréégalement que les amas physisorbés ont un rôle primordial dans le comportement tribologique du film auto-assemblé(abaissement et stabilité du coefficient de frottement et prévention contre le grippage)<br>Sheet metal forming processes are quickly evolving to meet new requirements of deep drawing such as: continuousminimization of dimensional tolerances intervals, cost efficiency at mass production, appearance of new materialstypes, environmental concern. The success of such operation is predominated by controlling friction at the contactbetween the metal sheet and forming tool in relative motion. In the present work, we propose to functionalize themetal sheet surface using grafting of self-assembled organic molecules by simple immersion in a solution containingthe reactive molecules. Consequently, thin film of alkylphosphonic acid (CnH2n+1PO(OH)2) was grafted on copperoxide substrate in order to establish a correlation between the physicochemical properties of the films andtribological behavior. Frictional response was studied by two experimental means of contact conditions (stripdrawing testing and ball-on-plane tribometer). The influence of three factors for the preparation of substrate wasconsidered. Firstly, the nature of its surface just before functionalization including the presence of an oxide orhydroxide layer was studied. Then, the ultrasonic surface cleaning after functionalization (removal physisorbedspecies) and finally, the alkyl chain length of the organophosphonic molecule (n = 4, 12 and 16). Although theformation of this functionalization is simple (made from a single molecule), the surface investigation techniques(PM- IRRAS , XPS, electrochemistry , SEM, .., etc.) show that self-assembled films consist of a bilayer with a goodgrafting quality and anticorrosion properties. The bilayer is composed of a first monolayer of molecules chemisorbedon the surface (or SAM) on which a second layer of physisorbed species is deposited. Furthermore, this study alsoshowed that the physisorbed species have a key role in the tribological behavior of self-assembled film (lower andstable friction coefficient and high resistance to galling)
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Hamel, Vincent. "Contribution à l'étude de l'assemblage par clinchage : aspects numériques et expérimentaux." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1156.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude expérimentale et numérique du procédé d'assemblage par clinchage, qui agit par déformation à froid de tôles entre un poinçon et une matrice. Un logiciel de simulation métier est développé. La résolution de la formulation Lagrangienne actualisée est basée sur le schéma statique explicite. L'intégration de la loi de comportement élasto plastique de Prandtl Reuss et de la loi d'endommagement basée sur le potentiel de Gurson, est réalisée à l'aide du schéma explicite de Runge Kutta. Le contact et le frottement décrit par la loi de Coulomb sont pris en compte par la méthode de pénalité. La précision des résultats est améliorée par l'utilisation de techniques de remaillage automatique. Le transfert de champs est réalisé par approximation diffuse. L'évaluation par notre approche, de la géométrie finale du point clinché et de l'effort de mise en forme, est validée par comparaison avec des mesures expérimentales et des résultats numériques calculés avec la méthode statique implicite. Les influences du comportement mécanique des matériaux, du frottement ainsi que de la géométrie des outils sont évaluées numériquement et expérimentalement. Le mode de rupture pouvant se produire lors de la mise en forme est observé expérimentalement pour différentes géométries et matériaux. Le modèle permet de reproduire l'apparition de la striction menant à la rupture par instabilité plastique. Un critère numérique de rupture est alors proposé. La méthode de résolution employée est rapide et ne rencontre pas de problèmes de convergence. Elle permet d'évaluer l'ensemble des outils utilisables pour former correctement des points clinchés variés, mis en œuvre avec des matrices de forme TOX ou des matrices à parois mobiles.
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Bezzina, Smail. "Modélisation théorique et numérique du procédé de découpage des tôles." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD874.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est la modélisation théorique et numérique du procédé de découpage des tôles. Cette opération de mise en forme fait intervenir plusieurs types de non linéarités telles que : - les grandes déformations élastoplastiques. - l'endommagement - le contact-frottement. L'approche retenue dans la présente étude utilise le couplage entre ces différentes non linéarités. En particulier le couplage élastoplasticité-endommagement conduit à une description de la dégradation continue des propriétés mécaniques du matériau jusqu'à la découpe totale de la tôle. Le mémoire est partagé en deux grandes parties. La première partie débute par une description du procédé de découpage des tôles suivie d'une présentation détaillée de plusieurs modèles de comportement d'inélasticité (élastoplasticité ou élastoviscoplasticité) couplés à l'endommagement isotrope. L'approximation numérique du problème couplé utilise la méthode des éléments finis dans le cadre des transformations finies incluant les techniques numériques d'intégration des lois de comportement. La deuxième partie est réservée aux applications. On commence par des tests de validation des lois de comportement ainsi qu'une comparaison des algorithmes d'intégration. Dans une seconde étape on présente des applications de calcul des structures par ordre croissant de difficultés incluant la simulation numérique du procédé industriel de découpage des tôles.
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Samper-Mangin, Valerie. "Etude théorique et expérimentale du frottement et des forces de retenue en emboutissage des tôles d'acier nues et galvanisées." Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0460.
Full textAbstract:
Le procède d'emboutissage permet de transformer des tôles planes en des pièces complexes telles les panneaux de carrosserie automobile. Le succès de cette opération dépend de manière critique du frottement de la tôle sur les outils et de l'intensité des forces de retenue engendrées par les joncs. Apres une revue bibliographique des divers aspects du problème, le présent travail a permis d'atteindre deux objectifs principaux. Le premier objectif était de fournir une base de données frottement fiable pour le calcul numérique. Pour cela, deux dispositifs expérimentaux ont été développes: un tribomètre avec outils plans ou joncs et une presse instrumentée. Les résultats obtenus ont conduit a une simulation par éléments finis très satisfaisante du formage d'une lunette arrière et d'une aile avant de voiture. Le deuxième objectif visait à interpréter les résultats expérimentaux obtenus en termes de mécanismes microscopiques d'interaction. Ceci a été réalise grâce a divers outils expérimentaux (observation et caractérisation des couches superficielles) et théoriques (modèle microscopique de contact original). L'analyse du comportement en frottement des tôles étudiées a permis d'établir une corrélation entre les mécanismes micro hydrodynamiques dans le contact (vague, films de transfert, microfilms,) et les paramètres opératoires (pression, vitesse, lubrifiant, rugosité). Ces résultats constituent une contribution originale a l'élaboration d'un modèle de frottement liant les paramètres macroscopiques du contact et les phénomènes physiques a l'échelle microscopique
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Liu, Baosheng. "Simulation numérique de l'emboutissage. Méthode a grand incrément de temps." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066666.
Full textAbstract:
La simulation numérique de l'emboutissage conduit a des temps de calcul très élevés par les méthodes classiques de newton-raphson a cause de grandes non-linearites physiques, géométriques et de phénomènes surfaciques (contact et frottement). La méthode a grand incrément de temps (magit) ouvre une voie différente en se détachant du cadre incrémental habituel. Cette méthode est établie en vue de rechercher une convergence vers la solution en peu d'itérations. Cette thèse concerne l'application de la magit, avec la réalisation d'un logiciel, pour la simulation des problèmes d'emboutissage. La simulation pratique en 2 dimensions est atteinte et on est optimiste quant à une prochaine application industrielle
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Arrieux, Robert. "Détermination théorique et expérimentale des courbes limites de formage en contraintes." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0002.
Full textAbstract:
Tout d'abord, nous étudions les principaux aspects expérimentaux de la détermination des courbes limites en mettant bien en évidence les aspects subjectifs et peu rigoureux de cette opération Nous exposons ensuite les méthodes que nous proposons afin de rendre la détermination des courbes limites de formage la plus rigoureuse et la plus réaliste possible. La deuxième partie de cette étude est consacrée à la définition et à l’étude expérimentale du nouveau critère que nous proposons: le diagramme des contraintes limites de formage. Ces dernières n’étant pas accessibles directement, nous proposons une méthode de détermination à l'aide d'un calcul pas à pas le long de trajectoires de déformations relevées de manière expérimentale Cette détermination proposée pour les matériaux isotropes et anisotropes met en évidence que ce critère est nettement plus intrinsèque que les courbes limites de formage classiques, car contrairement à ces dernières, il ne dépend pas de la gamme opératoire. Puis, nous décrivons les modèles théoriques permettant la prévision des courbes limites de formage parmi ceux-ci, le modèle de développement de l’instabilité plastique proposé par Marciniak est réécrit et adapté à la détermination des courbes limites en contraintes. Il permet une étude détaillée de l'influence de divers paramètres sur la position et la forme de ces dernières courbes. Il montre en outre que ce critère est strictement indépendant du type de trajectoires de déformations, prouvant qu'il doit être un outil très précieux dans la mise au point d’opération d'emboutissage.
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Courvoisier, Ludovic. "Modélisation analytique et étude numérique de l'écoulement d'une tôle le long d'un jonc de retenue." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Courvoisier.Ludovic.SMZ0101.pdf.
Full textAbstract:
Les simulations numériques ont pris une grande part dans la validation et la faisabilité d'une pièce en emboutissage. Mais certains points, comme les joncs de retenue, sont complexes et couteux en temps de calcul. Le but du présent travail est de développer une modélisation analytique du pliage/étirage d'une tôle le long d'un jonc de retenue. L'evolution géométrique d'une longueur élémentaire de tôle est basée sur la théorie des plaques de Love-Kirchhoff associée à une prise en compte des variations d'épaisseur. Nous considérons une loi d'écrouissage aussi bien monotone que cinématique, et un frottement de type Coulomb. La modélisation proposée, validée par des simulations numériques, nous a permis d'effectuer une analyse paramétrique complète, qui peut constituer un outil d'aide au choix des joncs de retenue<br>Numerical simulations take a great place in deep drawing processes. But some parts, like drawbeads, are complex and leads to an unacceptable increase in CPU time. The purpose of this work is to develop an analytical model for sheet bending/stretching along drawbead. The geometrical evolution of an elementary length of the sheet is described by the Love-Kirchhoff assumption. The thinning of the sheet is taken into account in the calculation. The assumption of either isotropic or kinematic hardening, and Coulomb's friction is assumed. This model, confirmed by numerical simulations, allowed us to perform a complete parameter analysis, and constitute a tool to choose drawbeads
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Mguil, Siham. "Une technique de corrélation directe d'images numériques : application à la détermination de courbes limites de formage et proposition d'un critère de striction." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0062.
Full textAbstract:
Pour les industriels travaillant dans le domaine de l'emboutissage, la connaissance, des C. L. F (Courbe Limite de Formage) est essentielle. En effet, c'est grâce à ces courbes qu'ils peuvent utiliser d'une manière optimale une tôle sans risque d'apparition de striction localisée. Mais, ces courbes bien qu'elles puissent être obtenues de deux manières différentes : expérimentalement ou théoriquement, restent difficiles à obtenir. Nous avons essayé, lors de ce travail, d'apporter une contribution à la fois à l'amélioration de la détermination expérimentale des C. L. F. Ainsi qu'à leur obtention théorique. En effet, la technique de corrélation directe d'images numériques, qui au départ était limitée exclusivement à la mesure de faibles taux de déformation, a été étendue à la mesure de taux de déformation élevés jusqu'à 100 %. Le logiciel mis en place permet à ce jour la mesure de champs de déplacement et de déformation pour toute surface plane. Les applications traitées de par leurs diversités soulignent l'intérêt d'une telle méthode de mesure sans contact. En ce qui concerne l'application spécifique de la détermination de C. L. F. , les temps de détermination sont fortement réduits grâce à l'abandon des réseaux de grilles au profit de motifs speckle déposés en quelques secondes. Parallèlement à cette étude, un critère de striction théorique est proposé. Il est basé sur le fait qu'après la striction diffuse un écrouissage supplémentaire est requis pour atteindre un état de déformation plane caractéristique de la striction localisée dans les tôles mince "De plus. Un modèle d'endommagement a été couplé aux équations constitutives du critère. Le modèle d'endommagement de Gurson-Tvergaard étendu au cas des tôles anisotropes sous la condition de contrainte plane est choisi. Alors que pour les aciers l'influence de l'endommagement sur les déformations limites n'est pas importante, en revanche, pour les aluminiums, la prise en compte d'un endommagement semble nécessaire pour une meilleure confrontation avec les résultats expérimentaux<br>For industrials working in metal forming process, the knowledge of Forming Limit Diagram (F L D) is important. These curves give the ultimate use of a sheet without risk of necking. In order to obtain a FLD an experimental test could be done. Nevertheless improvements, this work remains long and difficult. Also numerical necking criterion could be used. But, the metal forming process is complex and the given results are not coincident. In this thesis, two approaches are proposed for the determination of FLD. The first one is experimental: a correlation technique was developed for the displacement field measurement on a sheet. The second approach is numerical: a necking criterion based on the Swift assumption is proposed; it includes the modified Gurson-Tvergaard damage model taking account the Hill’s or Borlat and Lian’s anisotropy. With the correlation technique, the displacement field is obtained with a good accuracy: 1/60th of a pixel and the measured strain could reach 80% between two pictures. Classical marking were replaced by a randomize pattern put down, in few seconds, on the sheet with a paint spray: the determination time of a FLD is strongly reduced. The proposed necking criterion is based on the fact the strain state becomes a plane strain state in the neck localized by the damage variable. The criterion is written in an intrinsic form where the angle of the orthotropic axes with respect to the principal stresses axes in introduced. The given criterion is both applicable to linear and non-linear strain paths
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Quaegebeur, Philippe. "Etude de l'influence des paramètres rhéologiques des matériaux sur la capacité de déformation en emboutissage des tôles minces." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066659.
Full textAbstract:
Des experiences montrent l'influence des gradients de contrainte sur la formabilité des tôles minces. Pour étudier et discerner les paramètres rhéologiques influents, nous avons effectue des essais de traction sur des éprouvettes larges entaillées. Les mesures de déformations ont été réalisées en visio-plasticite. Certains matériaux localisent enormement les contraintes alors que d'autres les repartissent plus largement au sein de la matière. Les résultats observes peuvent être retrouves par des simulations numériques par éléments finis qui ont été validées. Des simulations de l'essai de traction spécifique ont été effectuees sur une grande variété de matériau pour apprécier l'influence exacte des différents paramètres de la loi d'écrouissage. Pour prévoir l'apparition de la striction, une théorie générale est présentée, ou le problème est aborde en terme d'instabilité elastoplastique. Dans un premier temps des critères de striction avaient été développes dans le cas ou les champs de contrainte étaient uniformes sur la structure. Nous généralisons cette théorie, en prenant en compte les gradients dans le plan de la tôle et nous montrons les effets sur la striction. Les prévisions d'apparition de la striction sont comparées avec les observations expérimentales
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De, Magalhães Correia João Pedro. "Modélisation et étude numérique du plissement des tôles dans les processus d'emboutissage profond." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/DeMagalgaes_Correia.Joao_Pedro.SMZ0125.pdf.
Full textAbstract:
L'apparition de plis au cours des procédés d'emboutissage des tôles mécaniques est devenu un défaut fréquent en raison de la tendance vers une diminution de l'épaisseur, favorable à l'allégement des structures. L'objet de cette étude est de prévoir l'apparition et les caractéristiques du plissement en fonction des propriétés d'anisotropie plastique du matériau. Deux méthodes de prédiction du plissement ont été mises en œuvre. Nous développons tout d'abord une étude analytique de l'apparition du plissement afin de déterminer des courbes limites de plissement (CLP) pour une plaque puis pour une coque doublement courbée. La seconde méthode utilise ensuite les capacités des simulations par éléments finis à prévoir le plissement en emboutissage. Nous présentons les prévisions obtenues par éléments finis pour deux essais d'emboutissage profond. Enfin nous comparons les prévisions numériques aux prévisions analytiques et aux résultats expérimentaux. L'influence de l'anisotropie normale et de l'anisotropie transverse sur les CLP est discutée. L'influence de l'anisotropie sur l'apparition du plissement dans un processus réel d'emboutissage est aussi discutée. Nous obtenons un accord correct entre les prévisions analytiques et la bifurcation identifiée à partir des simulations par éléments finis. De plus, ces prévisions analytiques et numériques sont en bonne concordance avec les expériences<br>The development of wrinkles in sheet metal stamping processes is a defect which becomes more and more frequent, owing to the trend in decreasing sheet thickness, so as to decrease the weight of structures. Te aim of this work is the prediction of wrinkling. The influence of plastic anisotropy on wrinkling behavior is also investigated. Two methods are developed in order to capture the initiation of wrinkling. An analytical study of wrinkling is first developed, which allows us to determine wrinkling limit curves (WLC) for a plate and for a doubly-curved shell. The ability of finite element (FE) simulations to capture the onset of wrinkling is also explored. Finite element simulations of real deep drawing processes are then presented. The finite element results are finally compared with the predictions of the analytical WLC and with the experiments. The influence of normal and planar anisotropy on the WLC is discusses. We obtain a good agreement between analytical predictions and the bifurcation estimated from the FE simulations. Moreover, analytical and numerical predictions are in fair agreement with experiments
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Duval, Jean-Louis. "Modélisation mécanique et simulation numérique du processus d'emboutissage et d’étirage." Paris 13, 1995. http://www.theses.fr/1995PA132014.
Full textAbstract:
Le but de ce travail a été de modéliser le procédé d'emboutissage et d’étirage d'une tôle d'aluminium laminée à froid, permettant la fabrication des boites de boisson. Ce procédé de mise en forme conduit à des déformations qui peuvent dépasser les 300% et implique des changements sévères de trajet de déformation. Pour modéliser un tel processus, il a été d'abord nécessaire de caractériser le comportement plastique du matériau en grande déformation, en tenant compte de l’évolution de la texture et de la microstructure initiale. Ceci a été réalisé en combinant des essais mécaniques de traction simple, de cisaillement simple et de changement de trajet de déformation avec des caractérisations de la texture cristallographique et de la microstructure après différentes étapes de la déformation. Afin de mieux comprendre le rôles respectifs joués par la texture et la microstructure, une partie des essais ont été reproduits sur des alliages restaurés ou recristallisés. L'ensemble des données expérimentales a été utilisé pour identifier et valider un modèle de comportement plastique anisotrope, qui permet de décrire l’écrouissage lors de grandes déformations et rotations à l'aide de variables internes scalaires et tensorielles associées à l’évolution de la microstructure. Le modèle de comportement a été implanté dans un code de calcul aux éléments finis, qui a été utilisé pour la simulation numérique des passes d'emboutissage et d’étirage du processus de fabrication des boites-boissons, afin de prédire l’évolution de l'effort de formage, ainsi que la distribution des épaisseurs, les contraintes résiduelles et les cartes d'endommagement dans le produit fini.
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Puime, Pires Gisele. "Estudo sobre a estampabilidade, no estado solido, da liga de aluminio A5052 tixofundida e viabilidade da sua tixoestampagem." Chambéry, 2005. http://www.theses.fr/2005CHAMS028.
Full textAbstract:
Ce travail présente une analyse de la viabilité de l'emboutissage, a l'état semi-solide, de tôles d'alliage A5052. Pour l'obtention des tôles thixo-fondues, tôles commerciales laminées ont été soumises au procédé de fonte partielle, utilisant différentes températures et temps de traitement, avec I'objectif d'analyser I'aptitude à I'emboutissage des tôles a I'état solide. Les microstructures des tôles ont été caractérisées, les résultats ont montré une bonne homogénéite de la structures dans les échantillons. Les propriétés mécaniques des plaques ont été caractérisées, Ie matériau thixo-fondu (obtenu par fonte partielle) présente des différences par comparaison aux tôles laminées. Pour caractériser I'aptitude à l'emboutissage, des essais d'Erichsen ont été exécutés et les courbes limites de formage des différents types de tôles, a l'état laminé, recuit et thixo-fondu, ont été déterminées par la méthode Marciniak et une méthode d'analyse d'image pour obtenir les déformations principales à l'apparition de la striction des différents types de matériaux. Les résultats ont montré que les plaques thixo-fondues présentent une bonne formabilité, d'un niveau comparable à celIe des tôles recuites. La caractérisation des structures spaciales des pâtes thixo-fondues a montré la présence d'agglomérats tridimensionnels de particules solides globulaires, présentant des inter-actions évidentes entre elles, indiquant ainsi la possibilité qu'a la structure de supporter des contraintes de tension. Pour les essais de formage a l'état semi-solide, une matrice a été spécialement conçue pour imposer des conditions de déformations sévères. Les tôles ont été embouties par thixo-formage et comparées aux échantillons déformés par emboutissage à chaud. II a été observé que Ie thixo-emboutissage est un procédé parfaitement viable, exigeant des efforts largement inférieurs a ceux développés en emboutissage de tôles a I'état solide conventionnel et donnant des produits d'excellente qualité<br>This work presents an analysis of the viability of drawing A5052 sheets in the semi-solid state. Initially, to produce thixocast sheets, rolled commercial sheets were submitted to partial melting by different temperatures and holding times, to analyse the sheets draw ability in the solid state. The parameters utilised were: 627°C for 5 and 10 minutes, and 634°C, for 5 and 15 minutes, in sheets of 0,8 mm; 624°C for 5 and 10 minutes, and 631°C for 5 and 15 minutes, in sheets of 2,0 mm; and 625, 630 and 635°C for 15 minutes in sheets of 4,0 mm thickness. The sheets had their microstructure characterised; results showed high homogeneity of the structure throughout the test piece. Mechanical properties of the thixocast material (obtained by partial melting) were also characterised, showing significant differences when compared to the rolled condition. For drawing ability characterisation, Erichsen tests were performed and forming limit diagrams of the sheets in the rolled, annealed and thixocast states were obtained, using Marciniak's technique and image analysis to obtain the main deformations of the alloy in the different conditions. Results showed that the thixocast material shows good formability, similar to the annealed material. Characterisation of the spatial structure of thixocast slurry showed the presence of tridimensional agglomerates of globular solid particles, with evident interaction among globules, indicating the possibility of the structure to stand tensile stresses. Therefore, for thixodrawing tests, a die was especially designed to impose severe flow conditions. The sheets were formed by thixodrawing (temperatures above the solidus) and compared to hot drawing tests. It was observed that thixodrawing is a perfectly viable process, requiring lower forces than conventional solid processing and resulting in excellent finishing products
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Ladreyt, Thierry. "Modélisation bidimensionnelle et simulation numérique des processus de mise en forme des tôles dans l'industrie automobile." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0137.
Full textAbstract:
Les processus de mise en forme des toles interviennent dans l'industrie automobile pour la realisation de la plupart des pieces de structure et de carrosserie. Longtemps realises et mis au point de facon empirique, ces processus sont aujourd'hui complexifies par des imperatifs de competitivite et de delais de conception qui impliquent une meilleure maitrise des parametres technologiques influencant la reussite finale de la piece. L'objectif de ce travail est de proposer une modelisation et un code de calcul par elements finis nomme sinem2, capable de contribuer a la comprehension et a l'optimisation de ces processus, par leur simulation numerique. La modelisation est fondee sur la mecanique du contact avec frottement et la mecanique des milieux continus appliquee a des materiaux metalliques subissant de grandes transformations et dont le comportement est decrit par une loi elastoplastique anisotrope. La tole est consideree comme une coque epaisse et est maillee par des elements finis volumiques. L'outillage est modelise par des courbes de bezier et les processus simules sont decomposees en phases ou peuvent intervenir la plupart des types d'outils rencontres dans l'industrie automobile, y inclus des serre-flan courbes et des presseurs montes sur ressort a gaz. L'algorithme specifique qui a ete developpe utilise un predicteur qui determine la taille du pas de chargement par un schema explicite et une strategie de type r#m#i#n, puis un correcteur completement implicite base sur un schema de type uzawa ameliore
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Makkouk, Rabih. "Modélisation de la plasticité orthotrope en contraintes planes : application à la détermination des limites de formage des tôles." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Makkouk.Rabih.SMZ9453.pdf.
Full textAbstract:
La prévision de la répartition des déformations dans l'emboutissage des tôles et des limites de formage exige l'introduction dans les codes de calculs de lois décrivant avec précision le comportement plastique du matériau. Le but du présent travail est de proposer une modélisation de la surface d'écoulement plastique applicable aux matériaux orthotropes en contraintes planes. Cette modélisation est basée sur une représentation en coordonnées polaires de la surface d'écoulement dans l'espace des contraintes principales, et prend en compte l'orientation des axes principaux de contraintes par rapport aux directions principales d'orthotropie. Par rapport aux critères de plasticité classiques, la modélisation proposée a permis d'améliorer notablement la description des surfaces de plasticité expérimentales ou obtenues par un calcul d'homogénéisation. De même, elle a permis de mieux décrire les variations de la contrainte en traction uniaxiale en fonction de l'angle entre la direction de laminage et la direction de traction. Nous avons introduit le critère de plasticité proposé dans un code de calcul de prévision des limites de formage dans le cas d'une tôle isotrope transverse sollicitée en expansion. Les résultats montrent que la prise en compte d'améliorations réalistes concernant la forme de la surface de plasticité permet une meilleure prévision des limites de formage<br>The prediction of strain distributions and forming limits in sheet-metal forming process requires the use of accurate constitutive relations of the plastic behaviour in numerical computations codes. The aim of this work is to propose a modelling of plastic yielding that apllies to orthotropic materials under plane stress conditions. This modelling is based on a planar coordinate representation of the yield surface in principal stress-space, with account of the orientation of principal stress axes with respect to principal directions of orthotropy. In comparison with classical plastic yield criteria, the modelling allows us to obtain improved agreement with experimental yield surfaces or with results from homogenisation computations. It also allows an improved description of the variation of the uniaxial yield stress as a function of the angle between tensile axis and rolling direction. The yield criterion has been implemented in calculations of the forming limits of sheets with transversely-isotropic behaviour, in the stretching range. The results show that realistic improvements concerning the shape of the yield surface lead to a better prediction of the forming limits
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Tourki, Zoubeir. "Simulations numériques de la mise en forme des tôles : influence du modèle de plasticité." Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Tourki.Zoubeir.SMZ9522.pdf.
Full textAbstract:
Les simulations numériques de mise en forme des tôles minces prennent de plus en plus d'importance dans la phase de conception et de transformation en produits finis. Ces simulations sont souvent pénalisées par une description trop sommaire du comportement plastique, et en particulier de l'anisotropie des tôles laminées. Le but du présent travail consiste à analyser l'influence des paramètres décrivant le comportement plastique du matériau sur le mode de déformation des tôles embouties. A cette fin, nous avons implante un modèle de plasticité orthotrope rendant mieux compte des surfaces de charge expérimentales dans des calculs d'emboutissage. Ces calculs ont été effectues a l'aide de méthodes semi analytiques de différences finies et aussi par éléments finis utilisant le code de calcul numérique abaqus/standard. L'objectif général est d'obtenir une meilleure prévision des efforts et de la répartition des déformations lors des procèdes de formage tels que l'emboutissage profond. Les essais de gonflement hydraulique et de poinçonnement hémisphérique, qui sont les plus utilises pour caractériser le comportement des tôles dans le domaine de l'expansion, sont également simules dans cette étude. Enfin les résultats numériques sont compares a des résultats expérimentaux de la bibliographie. Ceci nous permet de préciser l'importance de la forme de la surface de charge sur l'évolution de la pression de formage dans le cas du gonflement hydraulique, la distribution de déformations radiales dans le cas du poinçonnement hémisphérique et enfin les cornes d'emboutissages dans le cas de l'essai de coupelle<br>The formulation of constitutive equations that provide an accurate description of the plastic behaviour of orthotropic sheets is an important problem for industrial applications, such as the design of sheet metal forming processes and the prediction of plastic instabilities. A description of orthotropic plasticity using a polar-coordinate representation of the yield surface in principal stress space has recently been developed by the authors. The model has been implemented both in specific programs for hydrostatic bulging of a cylindrical diaphragm and for deep-drawing of a cylindrical cup, and in the ABAQUS FEM code by means of the UMAT subroutine. As compared to the predictions of Hill's quadratic criterion, the simulations generally show improved agreement with experimental results concerning load (or pressure), strain distributions and earing in deep drawing. The numerical results obtained with this approach, permitting us to account for the effect of rheological parameters, show the importance to choice the shape of the yield surface. In particular, we can observe the influence on the pressure evolution which is necessary in bulge test. We can also obtain a better prediction of distribution of the thickness strain in the flange of cup drawing
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Keltz, Guillaume. "Contribution à l'optimisation des procédés d'emboutissage de tôles en construction automobile." Besançon, 2004. http://www.theses.fr/2004BESA2070.
Full text
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Pierre, Alain. "Aptitude à la déformation de polymères thermodurcissables appliques en couche mince sur un substrat métallique." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0038.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectifs de proposer une méthodologie d'étude du problème de l'aptitude à la déformation de revêtements organiques appliqués en couche mince (généralement des vernis) sur un substrat métallique et de déterminer, dans le cas de l'emboutissage profond, les paramètres liés à la structure du vernis ou aux conditions d'emboutissage qui influent sur l'aptitude du revêtement à résister aux déformations. Pour atteindre ces objectifs, nous avons choisi d'évaluer l'aptitude mécanique à l'emboutissage de vernis thermodurcissables en fonction de différents paramètres: structure du vernis (masse moléculaire moyenne entre nœuds de réticulation ou température de transition mécanique TM, et conditions d'emboutissage (vitesse, température par rapport à TM). Les vernis industriels étant très complexes et leurs formulations n'étant que très rarement connues, des vernis modèles époxy/amine ont été synthétisés. Ces systèmes ont une chimie simple et contrôlée. Leur structure peut être modifiée à volonté afin d'exacerber les différences entre les divers vernis. Des essais d'emboutissage sur des tôles d'aluminium revêtues avec les vernis modèles et des vernis industriels ont permis de préciser l'influence des divers paramètres précédemment cités. Cette étude a permis de proposer une méthodologie d'étude de l'aptitude à la déformation de revêtements organiques déposés sur un substrat métallique. Dans le cas de l'emboutissage de tôles pré-revêtues, les effets de la structure des vernis, de la vitesse et de la température de déformation (par rapport à T M) sur l'aptitude à l'emboutissage des revêtements ont été mis en évidence. De plus, les résultats obtenus suggèrent l'importance d'autres paramètres: tribologie et adhésion, dont il faudrait évaluer plus précisément l'influence<br>The goals of this Ph. D. Thesis are to propose a way of studying how a thin organic coating (usually a varnish) applied on a metallic substrate can deform, and, in the particular case of the deep drawing of boxes, to determine the key parameters linked to the structure of the varnishes and to the deep drawing conditions, which have the main effects on the ability of the varnish to resist to deformations. To achieve this goals, we have chosen to evaluate the ability to deep drawing of thermoset coatings as a function of different variables: structure of the varnish (mean molecular mass between cross links or glass transition temperature Tg), and deep drawing parameters (speed and temperature versus Tg). Since industrial varnishes are very complex ones and their composition is very seldom known, we have decided to synthesize model epoxy/amine varnishes. These systems have a simple and well defined reaction scheme. Their structure may be modified at will in order to magnify the differences between them. Deep drawn cans were produced with aluminum plates lacquered with various model and industrial varnishes. This study enabled us to propose a methodology to study the ability of an organic coating applied on a metallic substrate to deform. In the case of the deep drawing of boxes, we have emphasized the effects of the structure of thermoset varnishes, of the deep drawing temperature and speed on their ability to deep drawing. Moreover, our results suggest the role of other parameters: tribology and adhesion, role which should perhaps be precisely determined
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Pessanha, Moreira Luciano. "Étude numérique de l'influence du modèle de plasticité sur le comportement des tôles lors de l'emboutissage." Metz, 2002. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2002/Pessanha_Moreira.Luciano.SMZ0206.pdf.
Full textAbstract:
La question concernant la précision des prévisions numériques associées au type de description du comportement matériau est à présent une des exigences souhaitées pour la simulation du procédé d'emboutissage. Dans ce travail, l'influence du modèle de plasticité adopté dans les simulations est analysée à travers une étude numérique de trois types d'essais d'emboutissage des tôles, à savoir, l'expansion par poinçonnement hémisphérique, l'emboutissage profond d'une coupelle cylindrique et l'essai de pliage et étirage proposé récemment par Ferran et al. (1988). Les simulations numériques ont été réalisées avec les versions implicite et explicite du logiciel d'éléments finis Abaqus dans lesquels le modèle de plasticité phénoménologique de Ferron et al. (1994) a été implanté via les sous-programmes utilisateurs UMAT et VUMAT respectivement
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Inkin, Ilya. "Étude expérimentale et modélisation des processus de déformation des tôles en aciers stables et métastables." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL115N.
Full textAbstract:
Le but du travail est de développer des modèles mécaniques décrivant les essais caractéristiques d'emboutissage (passage sur jonc de retenue, emboutissage «Oméga»), prenant en compte de faits expérimentaux avérés, obtenus lors de l'étude de l'évolution de la structure et des propriétés des aciers des classes différentes après ces essais. Les paramètres d'entrée des modèles sont les propriétés mécaniques du matériau, des conditions opératoires (effort serre-flan, lubrification) et la géométrie des outils. Un nouveau modèle analytique de l'essai« Oméga» est proposé et validé. Le modèle de passage sur jonc de Sanchez-Weinmann (1996) est amélioré et validé expérimentalement, ses bornes d'application sont définies, et de nouveaux algorithmes de calcul sont développés. Les deux logiciels de calcul sont conçus sur la base des modèles, qui calculent les champs de contraintes, de déformations et de déplacements, la forme finale de l'éprouvette; ainsi que les forces au niveau du serre-flan. Les résultats de la partie expérimentale du travail témoignent la prédominance de l' écrouissage isotrope lors du pliage alterné dans les aciers ferritiques étudiés. L'utilisation de l'hypothèse d'écrouissage isotrope pour la modélisation du passage sur jonc permet d'obtenir les valeurs numériques qui décrivent assez bien les données expérimentales dans la large gamme des données d'entrée. L'utilisation de cette hypothèse pour la prédiction de la forme« Oméga» de l'acier ferrite-martensitique donne également des résultats satisfaisants dans la plupart de cas<br>The aim of this work is to develop mechanical models which describe deep drawing characteristic tests (drawbead test, U-Test), taking into consideration the relations revealed experimentally during the study of the evolution of the structure and properties of the steels of different classes after these tests. The source parameters for the models are the mechanical properties of a material, operational conditions (blankholder force, lubrication conditions) and tooling geometry. . A new analytical madel of the U-Test is proposed and validated. The drawbead model of Sanchez-Weinmann (1996) is improved and validated experimentally, its limits of application are determined, and new calculation algorithms are developed. Two software units are created on the base of the models. They calculate the stress-strain fields, the specimen shape after springback, and the blankholder forces. The results of the experimental part of the work show the prevalence of isotropie hardening during alternated bending under tension for the ferritic steels considered in this work. In the drawbead test madel, the assumption of isotropic hardening provides the numerical values, which describe quite precisely the experimental results in a large range of the source data. In a similar manner, the application of this assumption onto the U-Test madel for ferrite-martensitic steels also provides very satisfactory results in the majority of cases
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Barrau, Olivier Gras René. "Étude du frottement et de l'usure d'acier à outils de travail à chaud." Toulouse : INP Toulouse, 2004. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000080.
Full text
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Barrau, Olivier. "Étude du frottement et de l'usure d'acier à outils de travail à chaud." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2004. http://oatao.univ-toulouse.fr/7382/1/barrau1.pdf.
Full textAbstract:
Dans toutes les opérations de mise en forme, le frottement joue un rôle déterminant sur la qualité des produits obtenus. La durée de vie des outillages est limitée par les endommagements qui se développent en surface. Ce travail constitue une contribution visant à décrire le comportement et prédire l'usure en frottement d'acier pour outil de travail à chaud. Un premier travail expérimental a permis de mettre en évidence les mécanismes pilotant l'usure à chaud de l'acier à outils. L'influence de la température d'essai, de la géométrie des éprouvettes et de l'état de surface de l'acier à outils sur le frottement et l'usure a été étudiée. Un cycle d'endommagement a alors été imaginé où la déformation plastique de la surface du pion pilote l'usure par perte de côte. L'étape de validation des hypothèses conduisant au cycle d'endommagement a été menée. Cette validation s'appuie sur de nombreux travaux bibliographiques et un travail expérimental complémentaire. Enfin, un modèle d'endommagement a été identifié. Ce modèle s'appuie sur un critère de rupture par effet rochet. Cela traduit un cumul de la déformation plastique à la surface du pion avant l'émission de débris. Une modélisation numérique du frottement a été nécessaire pour accéder à tous les paramètres du modèle d'usure. Les prédictions fournies par le modèle ont été comparées aux résultats obtenus lors des essais interrompus.
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Majdoubi, Mohammed el. "Influence de l'anisotropie initiale et induite sur l'instabilité plastique en emboutissage." Metz, 1987. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1987/El_Majdoubi.Mohammed.SMZ8706.pdf.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de modèliser l'influence de l'anisotropie initiale et induite sur le développement des instabilités plastiques. Le travail est divisé en trois parties : la première partie est une étude bibliographique de la modélisation de l'instabilité plastique, en faisant appel aux critères d'apparition de striction localisée et diffuse. La deuxième partie consacrée à des matériaux ayant une forte anisotropie initiale et dont l'évolution est régie par une loi d'écrouissage isotrope. Cette partie comprend trois étapes : analyse linéarisée de l'instabilité plastique; étude de l'approche Marciniak-Kuczunski combinée à l'effet de rotation; application au zirconium et au titane. Dans la troisième partie, on fait intervenir l'anisotropie induite, modélisée par l'écrouissage cinématique, en tenant compte de l'effet de rotation<br>The intented result of this thesis is to elaborate a model of the influence of the initial and the induced anisotropy onto the development of plastic instabilities during the deep-drawing process. The thesis is divided into three parts : the first part is a summary of biography concerning models of the influence of the plastic instability using structural criteria like localized or diffused necking. The second part is deduced to initial anisotropical hardening law. The solution procedure can be divided into three steps : linearized analysis of the plastic instability; the model of Marciniak-Kuczinski combined with the rotational effects; the application to strongly anisotropic materials (Ti-Zr). The third part considers the induced anisotropy simulated by a kinematic hardening model which also considers the rotational effect
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Akrout, Mohsen. "Contribution à l'étude par éléments finis du retour élastique des tôles en emboutissage et déformation plane." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0082.
Full textAbstract:
Cette thèse a fait l'objet de l'élaboration d'un logiciel de calcul par Eléments finis qui permet de simuler l'emboutissage en déformation plane des tôles minces et de prévoir leur retour élastique. La formulation est Lagrangienne réactualisée avec des éléments finis de type coque en déformation plane et cisaillement transverse. L'efficacité de ce type d'élément avec les champs de déplacements et de rotations indépendants et linéaires a été montrée. Le problème des décharges numériques a été résolu en introduisant le concept de réversibilité plastique dans l'intégration de la loi de comportement en repère co-rotationnel. L'action des outils est introduite par une méthode de pénalisation incrémentale cohérente avec une loi de frottement de type Coulomb. Ce logiciel a été validé par des essais expérimentaux effectués au laboratoire et d'autres sur sites industriels. Il a permis ensuite une étude des différents paramètres qui influent sur le retour élastique d'une tôle après emboutissage<br>This work has consisted to develop a software using a finite element formulation to simulate the sheet plane strain deep drawing and to obtain its springback. The updated Lagrangian formulation is used with shell finite elements in plane strain and transverse shearing. The efficiency of this element with independent degrees of freedom (two translational displacements and one rotation) has been shown. The numerical unloading problem was cleared up by introducing the plastic reversibility concept in the behaviour law integration expressed in a co-rotational reference. The tools action is introduced by an incremental penalization method coherent with the Coulomb friction law. This software was validated with experimental tests carried out in the laboratory and others in industrial factories. It allows a study of different parameters that have an effect on sheet springback after deep drawing
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Morestin, Fabrice. "Contribution à l’étude du retour élastique lors de la mise en forme des produits plats." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0112.
Full textAbstract:
La prévision du retour élastique des tôles après emboutissage est un problème important pour la maîtrise des procédés de fabrication. Cette importance s'accroît de plus en plus avec l'emploi d'aciers à haute limite d'élasticité ou d'alliages d'aluminium. … Dans le but de connaître précisément la géométrie des emboutis après retour élastique, nous avons développé, dans ce mémoire, une théorie mécanique qui est exploitée actuellement dans un logiciel appelé PUAGE, utilisé par le constructeur automobile RENAULT. PLIAGE est un logiciel semi- analytique qui ne fait pas appel à une formulation par éléments finis. De ce fait, les temps de calcul sont très courts, sans nuire à la qualité des résultats fournis. Le principe de calcul est le suivant : l'emboutissage est simulé géométriquement pour connaître les zones de la pièce qui ont subi le même trajet de déformation. Ces zones de même histoire sont décomposées en fibres suivant leur épaisseur. Les calculs des états de contraintes en fm de formage et résiduelles se font pour chacune de ces zones en résolvant les équations de plasticité de Prandtl et Reuss associées à un modèle d'écrouissage cinématique non linéaire proposé par Lemaître et Chaboche. Le calcul prend en compte la variation du module de Young en fonction de la déformation plastique équivalente pour une meilleure approche de la réalité physique. Une fois que l'état de contraintes final est déterminé, le rayon résiduel qui caractérise le retour élastique de la zone est calculé. Le profil complet, après retour élastique, est construit en faisant tangenter entre eux les arcs de cercles dont les rayons sont les rayons résiduels des différentes zones de même histoire de déformation. Cette théorie mécanique par le biais du logiciel PLIAGE a été validée expérimentalement sur des emboutis industriels ainsi que sur des emboutis en Oméga produits au cours d'expérimentations de laboratoire. PLIAGE est interfacé avec le logiciel de C. A. O. EUCLIDIS et est utilisé parle service méthode emboutissage de RENAULT<br>The prediction of the sheet metal's springback after deep drawing is an important issue to solve for the control of manufacturing processes. Nowadays, the importance of this problem increases because of the use of steel sheeting with high yield stress and also aluminium alloys. A mechanical theory have been developed and is implemented in a software called PLIAGE in order to predict the final shape of the drawing. This software is used now by the French car manufacturer RENAULT. LIAGE is a semi analytical software and does not use the F. E. M. Formulation. So, the computation time is very short but it is not prejudicial to the quality of the results. The principle of calculations is the following one: first, the forming process is simulated geometrically in order to find the areas of the drawing which have experienced the same strain path. The steel sheet may be considered as being composed of fibres in accordance with its thic kness. Stresses at the end of deep drawing and the residual stresses are computed for each identical strain history area by solving the Prandtl and Reuss plasticity equations associated with a non linear kinematic hardening model proposed by Lemaître and Chaboche. The calculations take into account the evolution of the Young's modulus versus plastic strain because of the importance of this parameter for springback computation. After the final stress state is entirely computed, the residual radius of the identical history strain area is calculated to determine springback. The complete shape, after springback, is rebuilt with the residual radius of each area. This theory implemented in the software PLIAGE was proved and validated by industrial and laboratory experiments. PLIAGE is interfaced with the CAD software EUCLID IS and is used by the Metal Forming Process Departrnent of RENAULT
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Rosu, Julian. "Application de méthodes avancées de calcul numérique dans la modélisation et la simulation numérique de l'emboutissage." Paris 13, 1996. http://www.theses.fr/1996PA132007.
Full textAbstract:
La modélisation mécanique de l'emboutissage conduit a des problèmes aux limites très compliques, a cause de la non-linéarité de la loi de comportement, de la présence des grandes déformations et rotations et de l'évolution des conditions de contact avec frottement. De plus, la réussite d'une opération d'emboutissage impose en général des marges assez étroites de variation de la géométrie de l'outillage et des paramètres technologiques. C'est pourquoi, la simulation numérique de tels processus demande des algorithmes robustes et stables, afin d'éviter des problèmes de convergence jusqu'a la fin du processus de déformation et de pouvoir déterminer les contraintes résiduelles et le retour élastique après enlèvement des outils. Le modèle utilisé dans ce travail considère l'emboutissage 2-d comme un processus de grandes transformations élastoplastiques. Pour le comportement élastique, on considère le matériau isotrope, avec des petites déformations élastiques et un module de Young constant ou variable avec la déformation plastique cumulée. Le comportement plastique est suppose non-visqueux et décrit par un critère de Hill avec anisotropie plastique initiale, par une loi d'écrouissage isotrope, une loi d'écrouissage cinématique linéaire et une loi d'écoulement associée. Le modèle prend en compte la flexion et les déformations de cisaillement a travers l'épaisseur de la tôle et n'introduit donc aucune simplification cinématique de type membrane ou coque mince, la tôle étant considérée comme une coque épaisse. La loi de frottement adoptée est de type coulomb. La tôle est discrétisée en éléments finis volumiques isoparamétriques, la partie sphérique de la déformation étant interpolée par la méthode b-bar. La déformation de la tôle est décrite par un schéma lagrangien réactualisé, le processus étant pilote en déplacements. Le schéma d'intégration temporelle utilise pour chaque pas de temps un prédicateur explicite et un correcteur implicite. La taille du pas est choisie par plusieurs conditions imposées sur la solution obtenue par le prédicateur, en limitant notamment les incréments des déformations, des rotations et des contraintes et la norme des forces non-équilibrées. L'algorithme retenu pour la simulation numérique combine l'utilisation de boucles de contact et d'équilibre, avec la détermination des statuts de contact des nuds selon les forces d'essai selon un algorithme de type lagrangien augmente. Ainsi, l'algorithme général est compose de deux boucles imbriquées. La première boucle est utilisée pour gérer le contact avec frottement, plus précisément pour changer les statuts des nuds et les conditions aux limites. La deuxième, inclue dans la première, assure l'équilibre de la tôle, tout en gardant inchangés les statuts des nuds. Les outils sont décrits par des courbes de Bézier. A chaque outil est associe un statut selon son rôle pendant chaque phase du processus. On distingue ainsi des outils a déplacement impose ou a force imposée. Le déplacement des outils n'est autorise que dans la direction verticale, les déplacements horizontaux étant bloques. Le résultat de cette étude est concrétisé dans un code de calcul permettant la simulation numérique des processus de mise en forme rencontres dans l'industrie automobile. Le code a été soumis à des validations numériques et expérimentales. Les résultats obtenus montrent une très bonne stabilité numérique et une concordance satisfaisante entre le calcul et les données expérimentales
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Nguyen, Nhat Thang. "Contribution à la détermination des courbes des contraintes limites de formage hors axes." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0037.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous proposons la détermination d'un diagramme des contraintes limites de formage suivant différentes directions de la tôle, pour des sollicitations hors axes. Les contraintes limites sont déterminées à partir d'un calcul plastique incrémental le long des trajectoires de déformation relevées expérimentalement. La seconde partie de ce travail concerne la détermination théorique des contraintes limites de formage hors axes. Le modèle à deux zones de MARCINIAK et KUCZYNSKI est développé en introduisant la rotation des axes d'anisotropie dans ces deux parties. L'influence des différents coefficients d'anisotropie sur le niveau et la position des courbes des contraintes limites hors axes est étudiée. Nous proposons ensuite une méthode d'utilisation de ces courbes comme test d'arrêt lors de la simulation numérique d'opérations d'emboutissage<br>In this work, we propose the determination of the forming limit stress diagram for off axes solicitations along different direction of an anisotropic steel sheet. The stress states at the necking occurrence are determined by means of a step to step plastic calculation along the experimental strain paths of the forming limit curve. The second part of this work deals with the theoretical determination of the off axes forming limit stress states. The MARCINIAK and KUCZYNSKI'S two zones model is developed introducing the rotation of the anisotropic and position of the"limit stress curves are studied. And then we propose a method to use these curves, as stop tests in the numerical simulation of deep drawing operations
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Faure, Jean-Marc. "Influence de l'emboutissage dans les simulations de crash." Paris, ENSAM, 2004. http://www.theses.fr/2004ENAM0023.
Full textAbstract:
L'allègement des véhicules nécessite l'emploi de matériaux métalliques de plus en plus sophistiqués pour lesquels la mise en forme conduit à une grande disparité des comportements mécaniques au sein d'une même structure. La prise en compte de ces effets dans les simulations de crash devient alors nécessaire et constitue l'objectif majeur de ce travail. Pour l'atteindre, il faut tout d'abord être capable de reproduire le comportement de ces matériaux lors des procédés de fabrication. Le critère d'anisotropie de Barlat'89 à trois paramètres est alors proposé pour le cas particulier des métaux non ferreux. Une résolution de la plasticité à l'aide de l'algorithme de projection dual développé par Armero et Pérez-Foguet est détaillée. Dans le cadre d'un schéma de résolution explicite et dans le but de réduire les temps de calcul nécessaires à la simulation des phases de retour élastique, l'élément fini de coque à trois noeuds "S3", dont seuls les degrés de libertés en translation sont présents, est détaillé. Son comportement est comparé à ceux d'éléments finis (DKT 18 et Q4gamma24) dont la formulation est plus riche. Enfin, dans le but de pouvoir coupler une simulation d'emboutissage à une simulation de crash, et ce indépendamment des formulations éléments finis mises en jeu, une méthode de transfert de champs basée sur une approche des moindre carrés mobiles est décrite. L'ensemble est tout d'abord validé sur des cas tests académiques issus de conférences internationales, puis une validation industrielle globale est réalisée. Les résultats mettent en évidence l'apport de la prise en compte des effets de l'emboutissage dans une simulation de crash.
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Chateau, Xavier. "Sur quelques problèmes liés à la modélisation mécanique de l'emboutissage." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1992. http://www.theses.fr/1992EPXX0015.
Full textAbstract:
La modélisation des procédés d'emboutissage permet de construire des outils de simulation. Pour cela, il est nécessaire de prendre en compte de nombreux phénomènes : plasticité, grands déplacements, conditions de contact unilatéral, frottement, risques d'apparition d'instabilités. La première partie du mémoire est consacré à l'étude de l'influence des conditions de contact unilatéral sur l'apparition de phénomènes d'instabilités, avec éventuellement prise en compte de conditions de frottement sec de type coulomb. Les résultats obtenus généralisent les approches classiques pour le cas du comportement élastique de la structure via l'introduction d'un lagrangien. On montre ensuite qu'il est possible d'étendre les résultats aux cas du comportement élastoplastique et de l'obstacle mobile. Dans la seconde partie du travail présente, on essaye de se servir des modèles mécaniques pour essayer d'apporter une aide a la conception de la gamme d'emboutissage. Pour cela, on propose de résoudre le problème suivant: comment passer d'une tôle plane, de contour inconnu, a une forme tridimensionnelle donnée, correspondant a la géométrie de la pièce que l'on désire fabriquer, en minimisant l'énergie stockée dans l'état final. On examine alors les diverses hypothèses permettant de simplifier la résolution de ce problème. En particulier, on montre que dans ce contexte, l'hypothèse de trajet radial peut être interprétée de façon claire vis-a-vis du critère propose, et permet de déterminer une borne inferieure de l'énergie stockée dans la configuration finale. Divers exemples sont ensuite traites, permettant une première validation de l'approche. L'analyse des solutions obtenues semble indiquer que cette voie présente un intérêt lors de la définition de la gamme
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Abdul, Hay Bakri. "Études théorique et expérimentale des aspects thermiques du procédé d'emboutissage à chaud." Nantes, 2009. http://www.theses.fr/2009NANT2146.
Full textAbstract:
L’objet de ce travail est l’étude expérimentale et théorique des aspects thermiques liés au procédé de mise en forme par emboutissage à chaud. Il a pour objet d’estimer les conductances de transfert permettant de simuler le refroidissement du flan pendant les trois étapes de l’opération d’emboutissage : l’approche, la mise en forme et la trempe. Sur le plan expérimental, un banc d’essai a été conçu et réalisé. Il est composé d’un outil en forme d’oméga formé d’une matrice et d’un poinçon en acier Z160CDV12 traité thermiquement montés sur une presse hydraulique de 10 tonnes équipée d’un capteur d’effort et d’un gabarit de positionnement. Les outillages sont instrumentés au moyen de thermocouples fin de type K formant des fluxmètres aux endroits les plus intéressants. Les expériences ont été menées sur trois types de matériaux. Les enregistrements de température sont bien reproductibles et font ressortir distinctement l’échauffement de la pièce dû à la transformation austénite–martensite qui intervient systématiquement à 400°C. Quelle que soit l’intensité du chargement, l’analyse de la courbe d’effort montre toujours une même loi de résistance de la pièce. Cela montre la bonne fiabilité du dispositif dans son ensemble. Les conductances thermiques aux frontières de la pièce sont estimées au moyen de modèles convectif/radiatif lors des phases d’approche et de mise en forme sur tout le domaine où il n’y a pas de contact. Aux interfaces de contact la résistance thermique C R est estimée par technique inverse non-linaire utilisant la méthode séquentielle de Beck. Les résultats ont pu être établis sous forme de corrélations de type R f (P) C= en vue d’être utilisées pour la simulation numérique. Les résultats expérimentaux ont pu être confrontés à ceux obtenus par simulations sur des codes de calcul (Pam-Stamp et Abaqus). Le faible écart entre les températures aux points de mesures aussi bien dans les outils que dans la pièce montre la bonne qualité des résultats obtenus. Ce travail a été réalisé dans le cadre d’une collaboration avec ArcelorMittal R&D de Montataire<br>The purpose of this work is the experimental and theoretical study of thermal aspects of hot stamping process. The objective is to estimate the thermal conductance in order to simulate the cooling of the blank during the three stages of hot stamping process: approach, forming and quenching. An experimental device was designed and developed to estimate the thermal contact resistance at the part/tool interface. The designed stamping tool is composed of a die and a punch made in Z160CDV12 steel and presenting an omega shape. It was mounted on a 10 tons hydraulic press equipped with force sensors and positioning plates. Samples and tools are thermally instrumented with thermocouples type K sheathed with silky glass, forming heat flux-meters in the most interesting locations in the tools. The experiments were carried out on three types of blank materials. Reproducibility tests showed a good repeatability of recorded and estimated parameters; it was noticed a re-heating of the cooled part due to its microstructure transformation from austenite to martensite occurring systematically at 400°C. Whatever the intensity of the stamping effort, the deformed part presents the same resistance law; that shows the good reliability of the experimental device. At the part boundary, thermal conductances are determined using convective/radiation modeling of both phases: approach and forming. At the contact interfaces, thermal resistances are estimated experimentally through a nonlinear 1D inverse technique founded on sequential method of Beck. Results have been established as correlation of type: R f (P) C = to be used for numerical simulation (through Pam-Stamp and Abaqus). Experimental and numerical parameters have been compared and the small temperature difference shows the good quality of results. This work has been done in collaboration with ArcelorMittal R&D - Montataire
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Reghem, Pascal. "Conception et modélisation d'un capteur de détection de la position d'une tôle lors de son emboutissage." Le Havre, 1994. http://www.theses.fr/1994LEHA0002.
Full textAbstract:
Un des moyens d'optimisation de la sensibilité des capteurs a courants de Foucault consiste a minimiser les pertes de leur circuit magnétique. Cependant l'utilisation d'un capteur de ce type en milieu industriel peut imposer simultanément à son circuit magnétique des caractéristiques mécaniques particulières. Monsieur Jacques Reghem présente l'étude d'un capteur de détection de la position d'une tôle destine à être inclus dans un dispositif de pilotage d'une presse d'emboutissage, ceci nécessitant des caractéristiques mécaniques spécifiques. L'optimisation de la sensibilité du capteur permet l'amélioration des performances de l'ensemble incluant également l'électronique de conditionnement, dont les dérives propres prennent alors moins d'importance. Cependant, les caractéristiques magnétiques nécessaires se révèlent a priori incompatibles avec les impératifs mécaniques. Il a mis au point un premier prototype remplissant les conditions mécaniques mais présentant une sensibilité réduite. Il a alors étudié théoriquement l'influence des paramètres électriques et magnétiques du capteur sur sa sensibilité. Il a mené l'étude théorique avec deux moyens complémentaires: 1) une étude analytique incluant des approximations, mais conduisant à une idée simple des phénomènes physiques. Les approximations nécessaires à une interprétation facile des résultats l'ont amené à séparer les effets de la géométrie du circuit magnétique et ceux des courants de Foucault; 2) une étude plus précise à l'aide d'un logiciel de calcul des champs permettant de considérer des circuits magnétiques plus complexes. La complémentarité de ces deux moyens d'étude l'ont conduit à une solution optimale. Ce travail a été couplé avec des expérimentations menées sur un site industriel de la Régie Renault
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Gardeux, Frédéric. "Classification automatique du fini de surface des tôles minces laminées à froid." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL110N.
Full textAbstract:
La caractérisation de la texture de surface des tôles laminées à froid est un enjeu important pour la sidérurgie. L'aspect visuel de la surface des tôles est une caractéristique essentielle du produit car elle conditionne ses propriétés d'emploi (aptitude au formage, aptitude au revêtement, etc. . . ). Une méthode pour la classification objective des tôles en fonction de la qualité de leur aspect de surface est proposée. Les images de la surface des tôles sont analysées au moyen d'un système de vision industriel. Les outils utilisés pour l'extraction des caractéristiques de la surface sont ceux de la morphologie mathématique. Ils permettent de décrire la texture de surface de la tôle en termes de granularité, de densité et d'homogénéité. Le procédé de classification automatique est basé sur une technique non paramétrique de la statistique descriptive. Une première phase permet d'évaluer le centre de gravite des classes a partir d'un échantillonnage de base identifié par des experts. Dans un second temps, les tôles à juger en terme d'aspect de surface sont affectées à la classe dont le centre dans l'espace des descripteurs est le plus proche. Les essais réalises à ce jour permettent d'obtenir une classification automatique des tôles semblable à celle réalisée par les experts. L'enjeu associé à cette étude est l'évaluation quantitative (donc objective) et le suivi automatique sans contact de la qualité de la texture de surface des tôles minces laminées à froid
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Psychoyos, Nicolas. "Traitements de préconversion des tôles revêtues de zinc : caractérisation physico-chimique des couches créées." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10097.
Full textAbstract:
Afin d'augmenter la resistance a la corrosion des vehicules de tourisme ou utilitaires, les constructeurs emploient de plus en plus des toles pre-revetues au zinc. L'utilisation de ces dernieres engendre malheureusement de nouveaux problemes lors de l'elaboration et la mise en forme des carrosseries. Ceux-ci sont lies a l'aptitude a l'emboutissage, au soudage et au collage structural des revetements de zinc. Afin d'y remedier, il a ete envisage de traiter prealablement ces toles et ce des leurs sortie des lignes de zingage, c'est-a-dire avant stockage, livraison et transformation. Dans ce travail, nous avons procede a la caracterisation physico-chimique des couches creees par aspersion de diverses solutions phosphatantes. Les resultats obtenus nous ont permis d'optimiser une formulation permettant: 1) d'ameliorer le comportement des toles zinguees au soudage par points et de diminuer l'usure des electrodes; 2) d'ameliorer l'aptitude a l'emboutissage des toles zinguees; 3) d'augmenter la resistance a la corrosion des toles prerevetues; 4) de garder voire d'ameliorer l'aptitude au collage structural; 5) de rephosphater lorsque cela s'avere necessaire les surfaces pretraitees avec la gamme de phosphatation trication actuellement utilisee avant la mise en peinture des carrosseries
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Raharijaona, Fabrice. "Tribologie de l'aluminium en emboutissage." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL008N.
Full textAbstract:
L'introduction de pièces de carrosserie en aluminium (alliages 5xxx et 6xxx) peut être une réponse à l'allégement des véhicules Elle nécessite cependant une meilleure connaissance du comportement tribologique de ce matériau avant le passage en grande série. Tout d'abord, afin d'éviter des essais coûteux sur presse réelle. Nous avons établi une corrélation entre les conditions de contact sous presse et celles sur tribomètres d'étirage-plan. En prenant l'évolution de la microgéométrie de surface comme critère de correspondance Ensuite, la construction de plans d'expériences de Taguslu nous a perm1s d'établir des relations (i c des lois) entre le coefficient de frottement et des paramètres influents comme la pression apparente de contact. La vitesse relative de glissement tôle/outil pouvant être pris en compte dans un code de simulation numérique (PAMSTAMP) Ces lois ont été validées puis testées sur des géométries de pièces simples. Des résultats très prometteurs sur l'aluminium nous incitent à poursuivre dans cette voie. Enfin, un examen approfondi de la relation entre frottement paramètres influents et modifications surfaciques nous conduisent finalement à la tribologie des interfaces et à la notion de troisième corps que seules permettent de donner une explication qualitative au comportement tribologique spécifique de l'aluminium en emboutissage.
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Genevois, Pierre. "Etude expérimentale et modélisation du comportement plastique anisotrope de tôles d'acier en grandes transformations." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0055.
Full textAbstract:
Le comportement plastique de trois aciers d'emboutissage est étudie par des essais de traction simple, de cisaillement simple monotones et bauschinger, et en trajets séquences de cisaillement simple traction simple notamment. L'anisotropie initiale et induite est mise en évidence. Un modèle macroscopique général de comportement rigide plastique en grandes transformations est présent. On adopte le critère de plasticité quadratique de Hill et une loi d'écoulement non associée, a potentiel quadratique orthotrope. L'écrouissage est isotrope et cinématique (a saturation), et on utilise une loi d'évolution du repère d'orthotropie. Trois modèles simplifies en sont dérives pour être identifies a partir des résultats expérimentaux obtenus
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Guerdoux, Simon. "Simulation numérique du soudage par frottement malaxage." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00271234.
Full textAbstract:
Ce travail présente le développement d'un outil numérique. Une formulation arbitrairement lagrangienne-eulérienne (ALE) est implémentée dans le logiciel 3D éléments finis FORGE3® pour simuler les différentes étapes du procédé de soudage par frottement malaxage (FSW). Une méthode découplée est utilisée : a) les champs de vitesses, pressions et températures du matériau sont calculés, b) la vitesse de maillage est calculée à partir de l'évolution des frontières du domaine et d'un critère de raffinement adaptatif procuré via une estimation d'erreur, c) les variables nodales et P0 sont transportées. Différentes techniques de calcul de la vitesse de maillage et de transport des variables sont étudiées, apportant des avantages significatifs par rapport à des approches plus standard. L'algorithme de contact a également été enrichi par une procédure de lissage d'outil. Ces améliorations ont été testées et appliquées sur des cas industriels.L'état stationnaire de soudage, tout comme les phases transitoires, sont simulés, montrant une bonne robustesse et une bonne précision de la formulation ALE développée. Dans un premier temps, la simulation de la phase de soudage stationnaire permet d'identifier, par comparaison avec des résultats expérimentaux, les paramètres de frottement. Dans un second temps, un des intérêts majeurs du modèle ALE étant la possibilité de simuler la formation de vide à l'interface outil/matière, la phase de plongée et des phases transitoires sont modélisées. Leurs simulations peuvent ainsi aider à mieux appréhender les mécanismes du phénomène complexe de déposition de matière qui doit avoir lieu à l'arrière du pion de façon à obtenir un joint sans défaut.
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Vergne, Catherine. "Analyse de l'influence des oxydes dans le frottement d'une fonte pour outil de travail à chaud." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1064.
Full textAbstract:
Le procédé de laminage à chaud permet l'élaboration de tôles ou de profilés, par écrasement d'une brame entre deux cylindres parallèles tournant en sens inverse afin d'en réduire l'épaisseur. Les couches d'oxydes créées en surface des cylindres jouent un rôle ambigu. D'une part, elles favorisent I'engagement puis l'entraînement de la brame entre les cylindres. D'autre part, sous sollicitations thermomécaniques, elles peuvent générer des défauts en surface du laminé comme de l'outil. L'objectif de l'étude a donc été la compréhension des mécanismes d'interaction oxydation-frottement entre deux matériaux représentatifs du laminage à chaud (brame, nuance de cylindre). La mise en place de cette étude au sein du CROMeP a vu la conception et la réalisation d'un tribomètre haute température de configuration pion sur disque. Cette étude a été abordée suivant trois domaines que sont l'oxydation, la thermique et la tribologie. Elle a mis en évidence une modification de l'évolution du coefficient de frottement au cours d'un essai continu, avec l'apparition d'une phase transitoire, indépendante des conditions d'essais mais dépendante de la nature et du régime thermique du contact initial. Les observations microscopiques des faciès d'usure, du pion comme du disque, ont conduit à I'élaboration d'un modèle phénoménologique décrivant les mécanismes d'évolution des débris dans le contact. Malgré une évolution des mécanismes d'endommagement, on ne note pas de modification significative du coefficient de frottement avec la charge et la vitesse. Cette non-évolution du frottement s'explique par l'établissement constant d'un contact oxyde sur oxyde (hématite/hématite). Des analyses par diffraction des rayons X, réalisées sur le pion comme sur le disque, dans les traces d'usure comme à l'extérieur de ces traces, ont ainsi mis en évidence l'évolution de la texture de croissance des couches d'oxydes suivant la profondeur de pénétration du faisceau RX et sous I'influence du frottement.
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Iordache, Monica. "Contribution à la simulation du processus de déformation plastique à froid des tôles." Thesis, Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ017S/document.
Full textAbstract:
La thèse porte sur la capacité à modéliser et prédire numériquement le comportement des tôles minces embouties. Ce comportement est étroitement lié aux différents aspects qui interviennent dans la description du comportement plastique, en particulier l'écrouissage et l'anisotropie. Le travail, réalisé dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université de Pitesti et l'Université Paul Verlaine - Metz, porte sur des tôles d'acier utilisées en construction automobile. La caractérisation expérimentale de l'écrouissage et de l'anisotropie fait appel à des essais de traction uniaxiale. La caractérisation du comportement en emboutissage s'appuie sur des essais d'expansion de type Marciniak et Nakazima, ainsi que sur des essais d'emboutissage profond. Les Courbes Limites de Formage sont déterminées par les essais Marciniak réalisés sur différentes largeurs de flan, en utilisant une analyse des champs de déformation réalisée grâce à une méthode d'analyse d'images qui permet le suivi des déplacements et le calcul des déformations tout au long des essais. La loi force-déplacement et la hauteur limite d'embouti dans les essais Nakazima réalisés avec différentes largeurs de flan ont également été déterminées expérimentalement, ainsi que les cornes d'emboutissage dans les essais d'emboutissage profond. Sur la base de ces résultats, le comportement observé en emboutissage a été comparé aux prévisions obtenues par utilisation du code d'éléments finis Abaqus/Explicit. L'ensemble des résultats a ainsi pu être analysé, en discutant en particulier la sensibilité du comportement en emboutissage vis-à-vis du choix du modèle de surface de charge anisotrope adopté dans les simulations<br>The thesis deals with the modelling and the numerical prediction of the forming behaviour of thin sheets. This behaviour is closely linked to the different aspects involved in the description of the plastic behaviour, namely, strain-hardening and anisotropy. The work, conducted under the joint collaboration of the University of Pitesti and the University Paul Verlaine - Metz, is performed on steel sheets used for automotive building. The experimental characterization of strain-hardening and anisotropy is obtained from uniaxial tension tests. The characterization of the forming behaviour is performed by means of expansion tests – Marciniak tests and Nakazima tests- and cup deep-drawing tests. The forming Limit Curves are determined in the Marciniak tests, using sheets of varying widths. The analysis of strain fields is made using a method allowing for a continuous recording of images during the tests, coupled with the determination of the displacement field and the calculation of strains. The load-displacement curve and the limiting dome height in the Nakazima tests have also been determined on sheets of varying widths, as well as the earing profile in the cup drawing tests. On the basis of these results, the experimental forming behaviour has been compared to the numerical predictions obtained with the finite element code Abaqus/Explicit. The whole results have been analysed, and discussed in relation
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Gati, Walid. "Approche Pseudo Inverse pour simulations rapides du procédé d'emboutissage et de retour élastique des pièces en tôle minces." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2002COMP1393.
Full textAbstract:
Le diabète, maladie mortelle, touche un grand nombre de personnes dans le monde. Si l'implantation d'un pancréas bioartificiel, c'est-à-dire d'îlots de Langerhans immuno-protégés par une membrane semi-perméable, permet le retour à une glycémie normale chez la souris ou le rat, les tentatives chez les grands animaux sont des échecs. Afin de comprendre ce problème d'échelle, un modèle numérique, fondé sur la méthode des éléments finis, a été réalisé. Il décrit les diffusions du glucose, de l'insuline et de l'oxygène. La sécrétion d'insuline par les îlots dépend de la cinétique de la concentration de glucose et de la pression partielle en oxygène au niveau de l'îlot Un premier modèle, composé d'une seule sphère placée au centre du cylindre rempli d'alginate, traite des différents transferts de masse. L'étude systématique de ces 11 paramètres par la méthode des plans d'expériences a mis en évidence le rôle prépondérant de la géométrie de la fibre et des paramètres contrôlant le transport de l'oxygène. La seconde partie de ces travaux étudie la diffusion de l'oxygène seul dans une fibre remplie de sphères placées aléatoirement sous diverses densités volumiques. La nécrose éventuelle au sein des îlots est également étudiée. Pour atteindre une masse d'insuline sécrétée définie, le diamètre de la fibre doit être minimal, et la longueur de la fibre très élevée, plusieurs dizaines de mètres. En deçà, une nécrose importante apparaît, en raison d une densité volumique élevée d îlots. La nécrose nécessite alors l'implantation d'un nombre d îlots plus élevés, qui peut devenir prohibitif. La fibre creuse semble donc inadaptée pour la réalisation d'un pancréas bioartificiel, dans le cadre de notre étude. Une géométrie permettant une oxygénation correcte avec un encombrement minimal doit être investiguée, de même que l'incitation de la néovascularisation de l'implant.
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Thomas, Marc. "Étude de la recristallisation d'aciers inoxydables ferritiques à très basses teneurs en interstitiels : conséquences sur l'aptitude à la mise en forme." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1987PA112429.
Full textAbstract:
De nouveaux procédés d’affinage sous vide permettent dorénavant l'élaboration d'aciers inoxydables ferritiques Fer-Chrome avec de très basses teneurs en interstitiels; carbone et azote. L’étude porte sur des tôles minces de cette nouvelle famille d'aciers inoxydables. Elle montre le rôle d'un ajout strict d'un élément "stabilisant" c'est à dire capable de former des nitrures et des carbures plus stables que les carbures de chrome et d'autre part de la gamme de fabrication plus particulièrement du recuit après laminage à chaud et du taux de laminage à froid sur les textures de recristallisation. Une modélisation de la déformation plastique permet de calculer des coefficients de Lankford à partir des coefficients de la fonction de texture et ainsi de relier la texture de recristallisation et aptitude au rétreint. En conclusion nous proposons une analyse chimique précise et une gamme de fabrication qui donne à la tôle mince une aptitude à l'emboutissage profond optimisée<br>News vacuum refining processes allow now to elaborate Extra Low interstitials (Nitrogen-Carbon) Iron-Chromium ferritic stainless steel. This work is about thin sheets of this new family of ferritic stainless steel. The favourable effect of titanium and the thermo-mechanical treatments on the evolution of recrystallization texture for deep drawing have been investigated; however this addition of titanium has to be just sufficient to trap all the nitrogen and carbon as carbides and nitrides. The process which includes a correct amont of reduction by cold rolling allows suppressing a disastrous influence of a texture component for shrinking. Modelling of plastic deformation has allowed calculating the anisotropic coefficient from these of the texture function and so to link recrystallization texture to the ability to the deep drawing ability. In conclusion a precise chemical analysis and a process have been proposed to produce thin sheet with optimised ability to deep drawing
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Habran, Catherine. "Contribution à la modélisation d'un four de décarburation par l'application de la méthode des plans d'expériences." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10408.
Full textAbstract:
Le travail présenté entre dans le cadre de l'optimisation des conditions de production d'une ligne de fabrication de tôles magnétiques, pour l'amélioration de leurs qualités. L'étude porte sur le traitement de décarburation qui consiste en un recuit de courte durée sous atmosphère d'hydrogène humide. L'amélioration des qualités des tôles peut être obtenue par deux voies complémentaires: l’optimisation des conditions opératoires, qui nécessite la modélisation des phénomènes d'oxydation et de décarburation. Les modèles obtenus doivent être à la fois exploitables au niveau industriel et adaptés au produit local. Pour cela, le procédé pilote a été utilisé. L'augmentation de la maitrise de la ligne. L'instrumentation intensive de la ligne de décarburation permet de connaitre le cycle produit réel. Pour intégrer ces informations à la conduite de la ligne, il faut être capable de déterminer les actionneurs essentiels et leur influence sur le cycle produit réel. Le recueil de données expérimentales sur des procédés industriels complexes pendant leur fonctionnement doit perturber le moins possible le fonctionnement de l'installation tout en obtenant des données suffisantes pour l'établissement des modèles. La méthode des plans d'expériences s'est avérée dans notre cas, le seul recours efficace pour obtenir une précision raisonnable sur les résultats. On a procédé à trois campagnes de mesures. Les deux premières ont été menées sur le procédé industriel. Dans le premier cas, on a obtenu un modèle très satisfaisant liant les températures d'indexation aux températures produit dans les premières zones du four, qui nous a permis de créer un guide operateur. Le deuxième plan d'expériences a permis de mesurer les effets de l'ouverture des torchères sur le profil en hydrogène et en humidité de la nappe gazeuse. Un troisième plan d'expériences a permis de valider le traitement de décarburation réalisé sur le procédé pilote
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Marchand, Anne-Sophie. "Etude de la résistance thermique de contact à l'interface de solides déformables en frottement." Lyon, INSA, 1998. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1998ISAL0113/these.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était d'introduire dans les codes de calcul de mise en forme des paramètres thermiques d'interface outil-lopin prenant en compte leur dépendance vis-à-vis de l'ensemble des paramètres thermo-physiques et rhéologiques. L'étude numérique proposée, a été fondée sur un modèle microscopique du contact dans lequel, l'outil parfaitement rigide crée, par son déplacement, une vague plastique déformable à la surface du lopin. Elle a permis de déterminer des expressions analytiques de la Résistance Thermique de Contact (RTC) en fonction des paramètres géométriques du contact et des propriétés des matériaux et du lubrifiant. Un dispositif expérimental a été mis en place pour valider les corrélations dans le cas de contacts secs. Une validation supplémentaire a été réalisée en comparant les RTC issues des corrélations aux résultats obtenus à partir de modèles de contact existants. Les corrélations ont été introduites dans le code de calcul de mise en forme POLLUX, qui considérait jusqu'à présent une<br>A numerical study is realised to estimate the Thermal Contact Resistance (TCR) between the tool and the workpiece during forming processes. The approach is based on a thermo-mechanical microscopic model of the contacting surfaces which assumes that during the relative motion between the tool and the workpiece, the perfectly rigid tool asperities create plastic waves on the workpiece contact surface. Empirical relationships are proposed, to determine the TCR as a function of the interface geometry and the thermal properties. The predictive capability of the relationships is obtained by comparing its outputs with the TCR determined from the numerical calculation. Furthermore, an experimental set up is designed so as to compare the experimental and the numerical values of the TCR and to validate the correlations for dry contacts. Another validation is also done by comparing the results with other thermal models for a particular geometry. These correlations are introduced in the numerical code of hot forming processes
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Burlat, Matthieu. "Analyse mécanique et tribologique de l'emboutissage : application aux outils fabriqués par combinaison de différents matériaux." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0031.
Full textAbstract:
L'objectif est de trouver des solutions à la fabrication d'outils d'emboutissage afin de réduire leur coût. Ces solutions passent par l'élimination de l'usinage des matériaux métalliques mais, étant donné les contraintes liées à l'emboutissage, il est indispensable de conserver un matériau métallique au niveau de la surface des outils. Nous montrons qu'il est possible de fabriquer des outils par combinaison de différents matériaux. Une méthode est proposée qui consiste à fabriquer par électroformage une peau métallique de surface puis à couler un béton hydraulique avec une résine de liaison. Cependant, l'introduction de matériaux nouveaux pour cette application implique de pouvoir exiger leurs performances. Cette étude a donc conduits à travailler conjointement sur deux aspects de la mécanique des matériaux, caractéristiques des problèmes de volume et des problèmes de surface. Des calculs par éléments finis modélisant 1' opération complète d'emboutissage sur différents cas de formage, ont permis de déterminer la répartition des contraintes dans les outils suivant leur mode de fabrication. Ces calculs ont confirmé notre choix de mode de fabrication en terme de contraintes limites. Afin de reproduire les phénomènes tribologiques apparaissant en emboutissage, nous avons défini un nouvel essai de frottement. Celui-ci a permis, à partir d'analyses sur la surface des tôles, de mettre en avant leur rôle dans l'accommodation des vitesses et donc leur rôle à sauvegarder l'état de surface de 1 'outil, dans le cas des outils avec surface travaillante métallique. En parallèle, des caractérisations de différents matériaux ont été effectuées et des outils d'emboutissage de laboratoire ont été fabriqués et testés afin de définir les matériaux et les méthodes de mises en œuvre optimales. Ceci a finalement abouti à la réalisation d'un outil dont la "' conception et la fabrication ont été validées par des essais à caractère industriel<br>The object is to show that there exist alternative methods in the manufacturing of metal forming tools in order to reduce cast. These methods eliminate metallic material machining operation but, given metal forming constraints, it seems necessary to preserve a metallic material on the tools surface. Therefore, we show that it is possible to consider the manufacturing of metal forming tools by different material combinations. Thus, a method has been proposed that consists on an electroformed metallic surface skin with a connection resin interface filled with hydraulic concrete cast. However, the new materials introduced for this application had to verify their performances. Two problems were treated in parallel: those of volume stresses and of surface behavior. Therefore, a global analysis of stresses that appear in tools was undertaken, as well as a general tribology study of the metal forming process. Finite element calculations modeling the complete metal forming process of different model cases allowed to determinate the stress distribution that can appear in tools corresponding to their manufacturing process. These calculations confirmed the h ice of processes in terms of yielding stresses. So as to reproduce the tribology phenomena that appear in metal forming, new test was defined. From analyses undertaken on the surface of metal sheets this test allowed us to investigate the role of the surface's sheets in the adaptation of the r relative speed, and therefore determine its ability to preserve the state of the tool's in the case of metal forming tools with metallic surface. In parallel to these studies, characterisations of different materials and laboratory fabricated metal forming tools have been undertaken in order to define the optimum materials and implementation process. Utilizing these design advantages, we have produced a quality tool at a much lower cast that has been validated by industrial metal forming tests
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Abichou, Hammadi. "Simulation de l'emboutissage à froid par une méthode asymptotique numérique." Metz, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2001/Abichou.Hammadi.SMZ0110.pdf.
Full textAbstract:
L'emboutissage est un procédé de mise en forme des tôles minces, qui permet de réaliser de nombreux objets ou pièces, en particulier pour l'automobile. La simulation complète de pièces complexes reste difficile à réaliser en raison de la longueur des calculs à effectuer, qui est due à la taille des problèmes à résoudre (nombre de degrés de liberté) et au couplage de multiples non-linéarités (grandes transformations, comportement plastique, contact, frottement). L'objectif de cette thèse est d'alléger ces calculs en utilisant une nouvelle méthode de résolution appelée méthode asymptotique numérique. Cette méthode consiste à transformer les problèmes non-linéaires à résoudre en une succession de problèmes linéaires qui admettent tous le même opérateur tangent. Dans cette thèse on a adopté une formulation de coque bien adaptée au phénomènes de grandes transformations. Au niveau de la loi de comportement, la décharge élastique n'est pas prise en compte, on a adopté donc la théorie de la plasticité en déformation totale. Pour réaliser des calculs de séries entières, il a été nécessaire de régulariser la loi de comportement ainsi que la loi de contact unilatéral. Le couplage des différentes linéarités n'a pas altéré l'efficacité de la MAN. Les résultats obtenus montrent bien la précision des algorithmes et la rapidité de la méthode utilisée en la comparant aux méthodes de résolution classiques<br>The deep drawing is a forming process largely used in the industry, especially in the car manufactures. The numerical simulation of this kind of processes needs much CPU time because of the several nonlinearities due to the geometry, contact phenomenon and the constitutive law. The aim of this thesis is to reduce the computing time using an alternative method called "asymptotic numerical method". This latter allows us to search solution branches in the form of power series and transforms the nonlinear problems into a succesion of well posed linear problems involving the same tangent operator. In this thesis a shell formulation well adopted to large trasformation phenomenon is adopted. As the elastic unload is considered, the theory of plasticity with the total deformation is adopted. To apply a perturbation technique, a regularisation of the constitutive law as well as the contact conditions has been used. Compared to the classical iterative method, the A. N. M. Needs always less matriw decompositions and less computing time. The reason of this performance is the ability of the method to decompose only one stiffness matrix by step and to adjust automatically the step size of the local nonlinearity encountered. For the class of problems presented in this thesis, the ANM is efficient, reliable and easy to perform