OR 13 : Etude des procédés de mise en forme dynamiques

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Dynamique des Systèmes
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En cours

Cette opération allie expérimentation, modélisation et simulation. Son domaine de prédilection est l'étude du cisaillage/poinçonnage à grande vitesse (vitesse relative poinçon/matrice de 7m/s à 25m/s) et l'usinage très grande vitesse (vitesse de coupe de 15m/s à plus de 100m/s).

Financements : Laboratoire commun LASIP (CETIM/ENSAM/CNRS)

Partenaires : G.Sutter et A.Molinari (LPMM, ENSAM Metz)

Etude du cisaillage et du poinçonnage dynamique

Volet expérimental : 

Les expérimentations sont menées sur un banc de cisaillage/poinçonnage à grande vitesse mis en place sur le site de l'ENSAM Paris. Les temps caractéristiques d'acquisition sont de l'ordre de la micro-seconde et portent : sur l'effort de cisaillage/poinçonnage à l'aide d'un tube de Hopkinson, sur la vitesse de poinçon (vélocimètre laser), sur l'observation par caméra grande vitesse (30kHz) dans le visible, sur des mesures thermiques par pyrométrie visible rapide dans la zone de cisaillage (1000kHz).

Volet simulation : 

La présence des grandes déformations et de grande vitesses de déformations a motivé la mise en œuvre d'une approche de simulation novatrice : la C-NEM (pour Constrained Natural Element Method). Cette méthode se base sur une interpolation construite à partie d'un diagramme de Voronoï tridimensionnel associé à un nuage de nœuds répartis sur le domaine matériel étudié.  La C-NEM est à mi-chemin des approches sans-maillage et des approches éléments finis. 

La C-NEM est développée au sein de la plate-forme Nessy.

Ce projet se déroule en collaboration avec le CETIM dans le cadre du Lasip : laboratoire commun  CETIM/ENSAM/CNRS  pour la simulation des procédés.

Etude de l'usinage à très grande vitesse

L'objectif de cette étude est de mieux comprendre les mécanismes intervenant lors de l'usinage très grande vitesse et en particulier en découpe orthogonale (vitesse de coupe jusqu'à 100 ms-1).

Volet expérimental :

Les essais sont réalisés en collaboration avec le LPMM de l'Université de Metz (G. Sutter).

Cette étude expérimentale concerne essentiellement la mesure des efforts de coupes (tube de Hopkinson) la visualisation des copeaux et du champ de température dans le copeau par pyrométrie visible rapide (temps d'ouverture de l'ordre de la dizaine de microseconde).

Volet théorique et simulation :

Les travaux expérimentaux permettent de mettre en œuvre des modèles de comportement du matériau et des modèles de frottement outil copeau qui prennent en compte les effet thermiques comme par exemple les sources de chaleur associées à la déformation plastique et au frottement. Des méthodes numériques tel que la C-NEM sont également utilisées pour la simulation de l'usinage.

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