Modélisation de l'étirage à froid de tubes par analyse éléments-finis

Muriel Palengat (1) , Grégory Chagnon (2) , Christophe Millet (1) , Denis Favier (2)

1 Minitubes
2 3SR - Laboratoire sols, solides, structures - risques [Grenoble]

Drawing process is used in manufacturing thin-walled tubes, while reducing progressively their wall thickness and their inner and outer diameters. In this paper a stainless steel and a cobalt alloy are studied with two cold drawing processes, hollow sinking and plug drawing. This study gets into different issues including elastoplastic behaviour, contacts, friction and numerical convergence. Experimental drawings are realized on a testing bench where forces and dimensional data are recorded. In a first approach, tensile tests lead up to apply an elastoplastic constitutive equation with an isotropic hardening law. In simulations, an axisymetric steady-state model, with numeric stabilization if needed, is used. Numerical results are compared with experimental data. Finally, in spite of some defaults, this study highlights that finite element modelling is able to foresee accurately the behaviour of a tube during a drawing process. A better understanding and modelling of the mechanical behaviour of materials will improve the FEM simulation results.

Le procédé d'étirage permet de fabriquer des tubes minces, en réduisant progressivement leur épaisseur ainsi que les diamètres intérieur et extérieur. Dans ce cadre, deux procédés d'étirage à froid sont étudiés avec deux matériaux, un acier austénitique (316LVM) et un acier cobalt (L605). Cette étude aborde différentes problématiques telles que le comportement élastoplastique d'un matériau, les contacts, les frottements et la convergence numérique. Des essais sur banc d'étirage sont réalisés pour enregistrer les efforts et les dimensions. Dans une première approche, des essais de traction quasistatique conduisent à appliquer une loi de comportement élastoplastique avec un écrouissage isotrope. Un modèle statique axisymétrique est utilisé dans les simulations. Finalement, après comparaison des résultats expérimentaux et numériques, cette étude souligne la nécessité d'une meilleure compréhension et modélisation du comportement du matériau, dans des conditions de sollicitations représentatives de celles rencontrées lors de l'étirage

Domaines: Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

Muriel Palengat, Grégory Chagnon, Christophe Millet, Denis Favier. Modélisation de l'étirage à froid de tubes par analyse éléments-finis. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-01978980⟩