Les différents modèles éléments finis

Les simulations numériques présentées correspondent à deux cinématiques différentes nommées respectivement E et B. Pour l'ensemble des simulations numériques, la densité initiale suite au remplissage est supposée constante au sein du volume occupé par la poudre (cavité de remplissage). Toutes les simulations seront réalisées avec des modèles axisymétriques, l'axe de révolution étant parallèle à la direction de compression. Les simulations sont toutes conduites en imposant le déplacement des outils. Ainsi, une donnée d'entrée importante à chaque modèle est la cinématique des outils relevée expérimentalement pour la pièce en cours de compression. La série des données cinématiques permet de définir un volume initial et la course de chaque outil. La façon de traiter les données cinématiques revêt une grande importance sur les résultats de simulation. Ce point conduira à des commentaires particuliers au paragraphe 6.3.5 qui traite de la synthèse des résultats de simulations des pièces Federal Mogul. Différents modèles éléments finis ont été par ailleurs élaborés pour une même pièce associée à la cinématique nommée B. Ces modèles se distinguent par la loi de comportement adoptée pour la poudre, le type de modélisation choisi pour les outils et le nombre de phases du procédé qui ont été simulées. Les deux lois de comportement utilisées pour la poudre ont été présentées au chapitre 4 pour la description des modèles et dans le paragraphe 5.5.2 du point de vue de l'intégration numérique au code éléments finis. Les sources et les traitements des données expérimentales qui ont permis le calage numérique des paramètres caractéristiques de ces lois ont été présentées aux paragraphes précédents. Les outils de compression ont été modélisés de deux façons. Le premier type de modélisation des outils suppose qu'ils sont parfaitement rigides. Pour cette première option, seules des lignes géométriques mobiles associées aux surfaces des outils en contact avec la poudre sont intégrées aux modèles éléments finis. Ces lignes indéformables ont des mouvements définis par la cinématique expérimentale de la pièce simulée. Le volume final associé à la fin de la phase de compression se déduit donc directement des mouvements verticaux liés à la cinématique de chaque outil. Le deuxième type de modélisation des outils consiste à les considérer comme des volumes matériels dont le comportement mécanique est modélisé par la loi de Hooke. Cette modélisation des outils correspond mieux à la réalité dans le mesure où les efforts réels sont relativement élevés, les longueurs des poinçons vont légèrement diminuer sous l'effet des efforts de compression. Cette deuxième option permet également d'introduire plus de réalisme vis-à-vis du protocole de mesure des cinématiques. Les données d'entrée du modèle en rapport avec la cinématique conduisent alors à décrire des évolutions de déplacements imposés sur des sections des outils qui ne sont pas en contact avec la poudre. Certaines simulations ne prennent en compte que la phase de compression, d'autres concernent la compression et l'éjection avec pour phase intermédiaire la décharge. L'analyse proposée pour ces différentes phases conduit à évaluer leurs influences sur les répartitions de densité. Ces variations des conditions de simulation appliquées à la cinématique nommées B (pièce B) ont pour objectif de mettre en exergue quelques aspects en rapport avec la capacité prédictive de l'outil numérique. Elles permettent aussi d'élaborer une synthèse valable à l'ensemble des simulations produites au cours de cette thèse sans multiplier le nombre de cas présentés.