Vers une maîtrise objective des conditions de contact frottant en usinage à grande vitesse : intégration des phénomènes tribologiques et du comportement métallurgique (Document en Français)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Senecaut Yannick
Date de soutenance : 02-12-2015
Directeur(s) de thèse : Dubar Laurent
Président du jury : Iost Alain
Membres du jury : Dubar Laurent
- Hubert Cédric
- Watremez Michel
- Mocellin Katia
- Nouari Mohammed
- Brocail Julien
Rapporteurs : Mocellin Katia
- Nouari Mohammed
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Senecaut, Yannick
Nom
Senecaut
Prénom
Yannick
Nationalité
Français
Date de soutenance : 02-12-2015
Directeur(s) de thèse : Dubar Laurent
Dubar, Laurent
Nom
Dubar
Prénom
Laurent
Président du jury : Iost Alain
Iost, Alain
Nom
Iost
Prénom
Alain
Membres du jury : Dubar Laurent
Dubar, Laurent
Nom
Dubar
Prénom
Laurent
Hubert, Cédric
Nom
Hubert
Prénom
Cédric
Watremez, Michel
Nom
Watremez
Prénom
Michel
Mocellin, Katia
Nom
Mocellin
Prénom
Katia
Nouari, Mohammed
Nom
Nouari
Prénom
Mohammed
Brocail, Julien
Nom
Brocail
Prénom
Julien
Rapporteurs : Mocellin Katia
Mocellin, Katia
Nom
Mocellin
Prénom
Katia
Nouari, Mohammed
Nom
Nouari
Prénom
Mohammed
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Mécanique
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Usinage à grande vitesseTribologieComportement métallurgiqueRecristallisation dynamiqueFormulation ALE.
Usinage à très grande vitesse -- Thèses et écrits académiquesTribologie (technologie) -- Thèses et écrits académiquesRhéologie -- Thèses et écrits académiquesCoulomb, Fonctions de -- Thèses et écrits académiquesMécanique du contact -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Dans les approches numériques pour l'usinage à grande vitesse, le comportement rhéologique des matériaux usinés est généralement décrit par une loi de Johnson Cook et le frottement à l’interface par un coefficient constant de type Coulomb. Une première approche propose de déterminer une loi de frottement à paramètres multiples pour des basses températures combinées à des vitesses de glissement élevées au moyen d'un tribomètre. Les résultats expérimentaux sont comparés à un modèle numérique et une méthode inverse est utilisée pour minimiser l'erreur entre des simulations numériques et expérimentales sur les forces tangentielles et normales. Cette méthode permet de récupérer un coefficient de frottement de type Coulomb qui est associé à la pression locale, la température et la vitesse de glissement. La réalisation de plusieurs essais fournit une loi de frottement à paramètres multiples pour des vitesses de glissement élevées et des basses températures. Une seconde étude est menée sur les phénomènes microstructuraux intervenant à l’interface outil-copeau. De nombreuses études ont montré que les phénomènes de recristallisation dynamique apparaissent lors de l'usinage dans l'interface outil-copeau. La loi de Johnson Cook ne comprend pas de tels phénomènes. Ainsi, les modèles rhéologiques spécifiques basés sur la métallurgie sont introduits pour tenir compte de ces phénomènes de recristallisation dynamique. Un modèle éléments finis de la coupe orthogonale à deux dimensions est développé avec le logiciel Abaqus Explicit en utilisant une formulation ALE. Ce modèle éléments finis peut alors prédire la formation des copeaux, les températures d'interface, les longueurs de contact et les forces de coupe. De nombreux essais spécifiques sont réalisés sur un banc d'essai de coupe orthogonale et un tribomètre grande vitesse sur un acier AISI 1045 et avec un outil en carbure non revêtu. Les résultats expérimentaux sont ensuite comparés aux simulations numériques. Ces deux approches montrent qu’il est nécessaire, afin d’optimiser les modèles de coupe orthogonale, de prendre en compte une loi de frottement à paramètres multiples qui tient compte des pressions, températures et vitesses de glissement locales et d’intégrer une loi de comportement rhéologique à base métallurgique.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Usinage à grande vitesseTribologieComportement métallurgiqueRecristallisation dynamiqueFormulation ALE.
Usinage à très grande vitesse -- Thèses et écrits académiquesTribologie (technologie) -- Thèses et écrits académiquesRhéologie -- Thèses et écrits académiquesCoulomb, Fonctions de -- Thèses et écrits académiquesMécanique du contact -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Dans les approches numériques pour l'usinage à grande vitesse, le comportement rhéologique des matériaux usinés est généralement décrit par une loi de Johnson Cook et le frottement à l’interface par un coefficient constant de type Coulomb. Une première approche propose de déterminer une loi de frottement à paramètres multiples pour des basses températures combinées à des vitesses de glissement élevées au moyen d'un tribomètre. Les résultats expérimentaux sont comparés à un modèle numérique et une méthode inverse est utilisée pour minimiser l'erreur entre des simulations numériques et expérimentales sur les forces tangentielles et normales. Cette méthode permet de récupérer un coefficient de frottement de type Coulomb qui est associé à la pression locale, la température et la vitesse de glissement. La réalisation de plusieurs essais fournit une loi de frottement à paramètres multiples pour des vitesses de glissement élevées et des basses températures. Une seconde étude est menée sur les phénomènes microstructuraux intervenant à l’interface outil-copeau. De nombreuses études ont montré que les phénomènes de recristallisation dynamique apparaissent lors de l'usinage dans l'interface outil-copeau. La loi de Johnson Cook ne comprend pas de tels phénomènes. Ainsi, les modèles rhéologiques spécifiques basés sur la métallurgie sont introduits pour tenir compte de ces phénomènes de recristallisation dynamique. Un modèle éléments finis de la coupe orthogonale à deux dimensions est développé avec le logiciel Abaqus Explicit en utilisant une formulation ALE. Ce modèle éléments finis peut alors prédire la formation des copeaux, les températures d'interface, les longueurs de contact et les forces de coupe. De nombreux essais spécifiques sont réalisés sur un banc d'essai de coupe orthogonale et un tribomètre grande vitesse sur un acier AISI 1045 et avec un outil en carbure non revêtu. Les résultats expérimentaux sont ensuite comparés aux simulations numériques. Ces deux approches montrent qu’il est nécessaire, afin d’optimiser les modèles de coupe orthogonale, de prendre en compte une loi de frottement à paramètres multiples qui tient compte des pressions, températures et vitesses de glissement locales et d’intégrer une loi de comportement rhéologique à base métallurgique.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
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Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-1953
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse