Procédure adaptative pour le calcul des structures: application à la mise en forme des matériaux solides

Abel Cherouat (1) , Houman Borouchaki (1) , Khemais Saanouni (1) , Patrick Laug (2)

1 LASMIS - Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée
2 GAMMA - Automatic mesh generation and adaptation methods

This article presents a numerical methodology which aims to improve virtually any metal forming processes. This methodology is based on elastoplastic constitutive equations accounting for non-linear mixed isotropic and kinematic hardening coupled with isotropic ductile damage. The necessary steps to remesh a damaged structure in finite element simulation of forming processes including damage occurrence (initiation and growth) are given. An important part of this procedure is constituted by geometrical and physical error estimates. The meshing and remeshing procedures are automatic and are implemented in a computational finite element analysis package (ABAQUS/Explicit solver using the Vumat user subroutine and BL2D-V2 adaptive mesher). The proposed approach is based A 2D examples are provided to emphasize the efficiency of the proposed method.

Cet article présente une méthodologie de formage virtuel de structures qui permet de simuler numériquement divers procédés de mise en forme. Cette méthodologie est basée un modèle élastoplastique intégrant l'écrouissage isotrope et cinématique non linéaire, fortement couplé à l'endommagement ductile isotrope. Les différentes étapes nécessaires aux remaillages adaptatifs en mise en forme des matériaux et de structures sont données. Ses étapes sont constituées essentiellement d'estimateur d'erreur d'interpolation permettant de générer une nouvelle discrétisation gouvernée soit par les variations de la courbure (forme des outils) sur la nouvelle frontière soit par une combinaison de ces variations avec d'autres cartes de métriques de nature physique (déformation plastique ou endommagement). Le maillage du domaine est alors construit selon les directives (tailles de maille, points de contrôle) par les méthodes classiques de h-adaptation basées sur une approche combinée frontale-Delaunay. La méthodologie proposée a été intégrée dans un environnement de calcul utilisant le code Abaqus/Explicite et le logiciel de maillage et remaillage de BL2D-V2. Des exemples 2D sont proposés pour illustrer l'efficacité de cette méthode.

Mots clés: ductile damage; elastoplasticity; finite transformations; adaptive remeshing; finite elements; metal forming

Mots clés: endommagement ductile; élastoplasticité; grandes déformations; remaillage adaptatif; éléments finis; mise en forme

Domaines: Mécanique [physics]

Abel Cherouat, Houman Borouchaki, Khemais Saanouni, Patrick Laug. Procédure adaptative pour le calcul des structures: application à la mise en forme des matériaux solides. 7e colloque national en calcul des structures, CSMA, May 2005, Giens, France. ⟨hal-01812979⟩