Modélisation numérique de l'endommagement en formage incrémental des tôles en faibles épaisseurs : procédures d'identification et validation

Ramzi Ben Hmida (1) , Sébastien Thibaud (1) , Fabrice Richard (1) , Pierrick Malécot (1)

1 FEMTO-ST - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174)

Le formage incrémental de tôles (Incremental Sheet Forming : ISF) est présenté comme une approche stratégique de fabrication des structures minces. Le principe consiste à déformer localement une tôle à l'aide d'un outil à bout hémisphérique avec un faible diamètre par rapport aux dimensions du flan. L'avantage de ce procédé est de réaliser des pièces à géométrie complexe en contrôlant la trajectoire de l'outil de formage générée par une machine à commande numérique sans avoir besoin des matrices ou des outillages spécifiques. Au cours de l'opération de formage, l'amincissement local et les fortes déformations sont introduits et peuvent conduire à l'apparition de rupture. Récemment, la mécanique continue de l'endommagement a été reconnue comme une méthode prometteuse pour étudier le comportement mécanique des matériaux en présence de l'endommagement. À cet effet, la simulation numérique par éléments finis de procédé de micro-ISF peut être un outil applicable pour la prédiction du risque de rupture. Le présent travail présente une méthodologie complète pour l'identification et la validation de l'ensemble des paramètres d'un modèle elstoplastique endommageable. Des essais de traction sont initialement réalisés afin de proposer la loi de comportement du matériau et de définir les paramètres initiaux nécessaires pour la procédure d'identification. Ensuite, une méthode inverse basée sur la comparaison entre la réponse numérique et la réponse expérimentale du formage d'une pièce de forme pyramidale est appliquée pour calibrer le comportement du matériau. Cette loi est ensuite validée par la simulation du procédé de micro-ISF avec la même pièce en considérant une deuxième stratégie de formage. Simultanément, le paramètre décrivant l'endommagement critique est également déterminé et validé.

Domaines: Mécanique [physics.med-ph]

Ramzi Ben Hmida, Sébastien Thibaud, Fabrice Richard, Pierrick Malécot. Modélisation numérique de l'endommagement en formage incrémental des tôles en faibles épaisseurs : procédures d'identification et validation. 21ème Congrès Français de Mécanique, Jan 2013, Tunisie. pp.1 - 6. ⟨hal-00993855⟩