Conclusion

Ce chapitre présente des résultats de simulation numérique du procédé de compression en matrices. Ces simulations portent sur deux pièces industrielles pour lesquelles le procédé a été modélisé de différentes façons. Les résultats de ces simulations ont été comparés aux mesures expérimentales disponibles pour chaque type de pièce. Des approximations sont faites lors de la définition des modèles élément finis. Le coefficient de frottement est supposé constant pour une valeur de 0.1. Ce coefficient évolue en fait au cours de la compression car il est lié à la valeur de la masse volumique. Dans le cas de la poudre Distaloy AE, le coefficient de frottement décroît de 0.14 à 0.08 pour une masse volumique comprise de $4.5g/cm^3$ à $7.1g/cm^3$. Une telle évolution n'est pas sans conséquence sur la capacité du matériau à s'écouler dans des cavités de faibles épaisseurs et sur la prédiction des efforts. Les distributions de densité en fin de remplissage (pièces Federal Mogul) ou en fin de phase de transfert (pièce Dorst) sont très probablement hétérogènes. Cette densité initiale est supposée homogène dans l'ensemble de la cavité pour toutes les simulations. Cette hypothèse ne tient pas compte de la faible amplitude envisageable entre les valeurs extrêmes de la distribution de densité au remplissage. Il est entendu que cette simplification n'est pas sans conséquence sur le résultat numérique, son influence est certainement peu importante dans le cas des pièces Federal Mogul contrairement à la pièce Dorst. Les déplacements mesurés, constitutifs de la base de données d'entrée, sont également soumis à des imprécisions concernant la détermination des hauteurs des pièces en fin de compression. Les conséquences de ces imprécisions et la manière de traiter les comparaisons sont commentées dans ce chapitre. Il ressort de l'analyse proposée que les distributions de densité simulées et surtout leurs gradients semblent bien reproduire les données expérimentales pour les pièces mise en forme au sein de l'entreprise Federal Mogul. L'analyse des résultats permet, entre autres, la comparaison de deux modèles de comportement de la poudre sur la base des répartitions de densité après éjection et des efforts maximaux en fin de compression. Il apparaît que le modèle de Drucker-Prager/Cap modélise plus correctement le comportement des poudres de fer que le modèle de CamClay, notamment pour l'aspect transfert de poudre au cours de la compression. Il demeure que le modèle de Drucker-Prager/Cap semble insuffisant pour décrire correctement les gradients de densité développés au cours de la compression de la pièce Dorst. Les valeurs des efforts simulés prédisent correctement les efforts mesurés pour les pièces Federal Mogul et la pièce Dorst dès lors que des écarts de 30% sont acceptés. Moyennant les quelques corrections évoquées au cours de ce chapitre (corrections de $p_b$, des hauteurs en fin de compression, introduction d'un coefficient de frottement évolutif et d'une densité initiale hétérogène), il paraît possible de conclure que les répartitions de densité et les efforts maximaux en fin de compression pourraient être prédits avec une grande précision pour les pièces Federal Mogul. Une simulation précise de ces deux type de résultats pour la pièce Dorst semble conduire à reconsidérer en plus la loi de comportement de la poudre. La modélisation du comportement de la poudre constitue également une approximation à la description du procédé. Cette approximation a des conséquences plus fortes sur les résultats numériques au travers du choix d'un des des modèles plutôt que par la mise en uvre de données expérimentales différentes (trois chemins de contrainte pour un essai de compression en matrice). Il s'avère finalement que l'écoulement simulé est plus sensible au choix d'un des deux modèles utilisés. L'étude des effets des variations des données d'entrée n'est pas menée de manière exhaustive au chapitre 6. En effet, ces variations introduites aux modèles sont inhérentes aux résultats des campagnes de mesure qui ont été spécifiquement menées pour chaque type de pièce. La dernière remarque de cette conclusion en rapport avec la sensibilité de l'écoulement n'est donc pas réellement confirmée. La poursuite de cette étude de sensibilité est exposée dans le chapitre 7, elle porte sur les effets de variations imposées aux paramètres du modèle de Drucker-Prager/Cap.