Soutenance de thèse de Marie-Anne Vidal
4 mai 2022
Marie-Anne Vidal soutient sa thèse de doctorat en Mécanique Numérique et Matériaux le 4 mai 22.
Etude du fluotournage inverse de tubes : élaboration d'un protocole d'analyse expérimentale et numérique
Marie-Anne Vidal a réalisé sa thèse dans l'équipe CSM sous la direction de Katia Mocellin et Pierre-Olivier Bouchard. Elle soutient sa thèse de doctorat en "Mécanique Numérique et Matériaux", sous réserve de l'accord des rapporteurs, le 4 mai 2022 devant le jury suivant :
– Tudor Balan ENSAM Metz, rapporteur
– Sébastien Thibaud, ENSMM Besançon, rapporteur
– Elisabeth Massoni, Mines Paris CEMEF, examinateur
– Laurent Dubar, Université polytechnique des Hauts de France, examinateur
– Dorian Depriester, ENSAM Aix en Provence, examinateur
– François Frascati, MBDA, invité
Résumé :
Le fluotournage est un procédé de mise en forme incrémental qui permet d’amincir des tubes sans perte de matière tout en améliorant leurs caractéristiques mécaniques finales par écrouissage. L’objectif de ces travaux s’inscrit dans la démarche de MBDA de mettre au point un protocole d’étude sur l’alliage d’aluminium 6061 afin de prédire l’endommagement du tube lors de la mise en forme, puis de tester ce protocole sur un matériau hautes performances (MHP).
Dans un premier temps, des campagnes de fluotournage sur un fluotour industriel chez MBDA ainsi que sur un banc semi-industriel au CEMEF ont été réalisées afin de déterminer l’influence des paramètres du procédé sur la fluotournabilité (vitesses, taux de réduction, épaisseur initiale, nombre de passes…). Une campagne de caractérisation du comportement en compression, traction et torsion a été menée afin d’identifier les paramètres d’une loi à intégrer dans le logiciel FORGE® qui servira à simuler le procédé de fluotournage.
La mise en données dans FORGE® est cruciale pour trouver un compromis entre des temps de calcul très longs et la précision des résultats. Ces résultats des simulations de fluotournage (géométrie finale de tube, efforts sur les outils, incidence de la rupture) ont alors été comparés aux essais expérimentaux correspondants. La comparaison a montré que les géométries simulées étaient en bonne adéquation avec celles relevées expérimentalement mais une différence sur les efforts a été relevée. Les critères de rupture utilisés se basent sur la première contrainte principale (Latham et Cockcroft), la première et la deuxième contraintes principales (McClintock), la triaxialité des contraintes (Oyane) et le cisaillement maximal.
Pour finir, le protocole a été simplifié sur la base des résultats de l’aluminium 6061 et transposé sur le MHP afin d’en tester les limites. Bien qu’aucun cas de rupture n’ait été rapporté lors des campagnes de fluotournage sur ce matériau, les efforts sur les outils et les géométries finales ont montré une bonne corrélation entre simulation et expérience.
Mots-clés : comportement, endommagement, modélisation, fluotournage
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