Créé le : 03/08/2009
Les techniques de simulation relatives à la mise en forme des tôles, et plus particulièrement de l'emboutissage, se démocratisent.
Leur utilisation s'est largement développée et rentabilisée. La gamme de logiciels disponibles s'étoffe, tels Autoform, Optris...
Qu'il s'agisse de produits procédant à une approche statique implicite, dynamique explicite ou par méthodes inverses, les buts recherchés restent les mêmes. Les plus importants sont l'appréciation de la faisabilité de la pièce, la conception de la gamme et celle des outillages.
Les principales évolutions à venir dans ce domaine portent sur les lois de comportement de la matière, l'établissement de modèles prenant en compte les frottements locaux et la détermination des critères d'échec du procédé. Ces trois facteurs devraient conduire à une plus grande précision de l'analyse.
On peut s'attendre également à un accroissement des possibilités d'étude, permettant de prévoir le retour élastique, de définir des outillages en tenant compte des sollicitations mécaniques et thermiques qu'ils subissent mais également d'en déterminer leur durée de vie.
Formes développables :
pliage faible longueur, épaisseur faible à forte (électroménager)
profilage à froid grande longueur, épaisseur et largeur limitées (bâtiment)
Formes non développables :
emboutissage à froid faible épaisseur, CM limitées(auto)
emboutissage à chaud fortes épaisseurs (const. navales)
hydroformage (après roulage ou profilage et cintrage)
Choix du procédé
complexité des formes, cadences journalières, longueur de série
Mise au point de la gamme
flan, ébauche
Conception de l 'outillage
surfaces annexes, outils à cames , état de surface
Choix de la (des) machine(s)
effort, dimension de pièce, cadence journalière
Réduire les délais de mise au point
Réduire les coûts
Augmenter la qualité du produit
==> optimiser le procédé
Mise au point essai/erreur
long, couteux, « aveugle »
Simulation numérique
rapidité, facilité de correction
visualisation des écoulements
mécanismes de formation des défauts
premiers calculs sur pièces simples (1968)
méthode des différences finies, pièces axisymétriques
premières applications EF implicites (1978)
méthodes inverses (1988)
approche dynamique explicite (1986)
Supprimer en partie les outillages d 'essais
Réduire les délais de mise au point
Peser le poids des différents paramètres
Multiplier les configurations étudiées
Donner des informations pour le BE
Apprécier la faisabilité de la pièce
Dimensionner le flan
Concevoir la gamme
Concevoir les outils
Prévoir le retour élastique
Évaluer les contraintes résiduelles
Dimensionner le procédé
Prévoir la durée de vie des outils
Élément fini type coque ou membrane
Modélisation statique implicite
Modélisation dynamique explicite
Méthode inverse
Tôle => Surf / Vol élevé
Élément type membrane : R > 10e
Élément type coque
Équilibre statique local assuré
Temps de calcul élevés
Espace mémoire important
Gestion du contact difficile (divergence)
Singularité de la matrice de rigidité aux points de bifurcation
Facilité de gestion du contact/frottement
Temps de calcul généralement réduits
Prévision des plis
Pas de contrôle de l 'équilibre local
Pas de contrôle de convergence
Approche simplifiée (trajectoires directes)
Rapidité d 'exécution
Estimation de la faisabilité de la pièce
Amélioration de la précision de l 'analyse
lois de comportement
modèle de frottement
critères d 'échec
Accroissement des possibilités de l 'analyse
prévision du retour élastique
conception des outillages (sollicitations mécaniques et thermiques)
prévision de la durée de vie des outillages
Numérisation des modèles EF modifiés
AUTEUR =
François RONDE-OUSTAU
PROFESSEUR
ECOLE DES MINES D'ALBI
CROMEP
CAMPUS JARLARD
ROUTE DE TEILLET
81013 ALBI CEDEX 09