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Suite à l'analyse des résultats expérimentaux et aux conclusions
qui en découlent, la simulation numérique intervient comme une
suite logique dans la démarche de recherche. Mais quel est
l'intérêt et la place de la simulation numérique dans le processus
industriel ? La figure 1.7.1 présente en partie la
réponse à cette question.
Figure 1.7.1:
Place de la simulation numérique au sein du processus
d'industrialisation pour la détermination des cinématiques de
compression. Les surfaces fonctionnelles de la pièce et les
épaisseurs qui relient ces surfaces (tenue en service) définissent
des contraintes à prendre en compte
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La forme et les dimensions de la pièce sont déterminées par le
bureau d'études chargé de la conception. Il s'agit à cette étape de
prévoir des géométries compatibles avec le mode de mise en forme,
c'est-à-dire des géométries faisables conduisant à une qualité
requise compte tenu des spécificités de la compression en matrice.
Le choix de la nuance de poudre mise en oeuvre est également un
point déterminant qui conditionne les futurs propriétés de service
de la pièce. À partir du plan détaillé de la pièce, la gamme de
fabrication doit déterminer l'ensemble des paramètres
caractéristiques du protocole de mise en forme. Cette gamme est
décrite par l'ensemble de phases du remplissage à l'éjection.
La simulation numérique de la mise en forme doit utiliser une base
de données complète relative au comportement mécanique de la
poudre et au frottement. La prédiction permettra la
détermination de la répartition des densités et les efforts sur
les outils par rapport à une cinématique donnée. Suite à l'analyse
des résultats numériques, si la répartition des densités ne
convient pas, la cinématique des outils est à modifier. La
cinématique des outillages est en effet au centre du schéma
proposé. Elle gouverne pour une part importante la répartition de
densités. Ainsi la figure 1.7.1 met en évidence le rôle
de la simulation numérique comme une optimisation de la
détermination de la cinématique des outils.
Il est alors nécessaire d'obtenir une simulation numérique fiable
de façon générique afin de pouvoir
déterminer les bonnes cinématiques sans immobiliser une presse.
Cette simulation permettra aussi le dimensionnement des outils et
le choix d'une presse en fonction des capacités requises pour les
efforts nécessaires à la mise en forme.
Afin de développer et d'évaluer un tel outil, le protocole décrite
sur l'organigramme de la figure 1.7.2 a été appliqué aux
cours des travaux présentés.
Figure 1.7.2:
Place de la simulation numérique au sein du protocole
scientifique de validation de la simulation
numérique
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Dans cet organigramme, les mesures enregistrées pendant la mise en
forme d'une pièce industrielle donnent de premières indications
concernant les paramètres et caractéristiques pertinents vis-à-vis
du procédé. Ces derniers conduisent à l'étude du comportement du
matériau pulvérulent en cours de densification et à la recherche
de lois adaptées à celui-ci. Les paramètres descriptifs de la loi
sélectionnée sont alors calés puis introduits au sein du modèle
numérique descriptif du procédé. Le code de calcul simule la mise
en forme d'une pièce industrielle. La comparaison entre les
résultats de la simulation numérique et les mesures in
situ permet la validation de la loi de comportement et du calage
et plus globalement du modèle élément finis. Dans le cas
contraire, une remise en cause des différentes étapes de cette
démarche est à réaliser.
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FRACHON Arnaud
2002-11-12
![\includegraphics[height=12.cm]{simulation.eps}](img142.png)
![\includegraphics[height=12.cm]{simulR&D.eps}](img143.png)