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Résumé thèse Djelali Attaf

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Étude de la dégradation des rayons de matrices utilisées en emboutissage

 

Djelali ATTAF - 30 janvier 2003

Dans toutes les opérations de mise en forme, le frottement joue un rôledéterminant sur le résultat obtenu. Les problèmes tribologiques rencontrés dans l'emboutissage des tôles sont particulièrement complexes.
Les raisons de cette complexité sont liées d'une part aux interactionssuperficielles de la tôle et de l'outil, entre lesquels viennent s'intercaler certains constituants du lubrifiant et des débris arrachés à la tôle et àl'outil; et d'autre part à la synergie qu'il existe entre la déformation à coeur de la tôle et les problèmes d'interfaces (contact, frottement, ...). Deces interactions découlent le frottement, l'évolution de l'état de surface de la tôle et l'usure de l'outil.
Cette thèse vise à étudier les dégradations des rayons de matrice utilisés enemboutissage. Ces dégradations ont un impact direct sur les résultats des emboutis.

L'étude sur presse de ce problème est compliquée aussi nous avons développénotre propre moyen d'essai. Ce pilote permet le frottement entre une tôle et un rayon de matrice. Il combine la déformation plastique de la tôle induit parpliage sur le rayon de matrice aux effets de retenue provoqués notamment par le serre-flan. Il dissocie les effets sur le rayon de matrice en se ramenant àdes conditions élémentaires que l'on rencontre en emboutissage. L'interprétation et les corrélations entre causes et effets sontalors plus aisées.

 L'étude expérimentale basée sur une tôle DC04 et un rayon de matrice en acier X160CrMoV12, sans revêtement de surface, a montré que les rayons de matricesont sujets à des modes de dégradation de surface par abrasion et transfert. La distribution de ces dégradations sur les rayons de matrice esthétérogène et localisée en deux sites, dépendant de l'angle de sortie entre la tôle et le rayon de matrice.
La modélisation du coefficient de frottement sur le rayon de matrice analyseson évolution en fonction du nombre de cycles. Nous avons ainsi établi une corrélation entre l'évolution du coefficient de frottement et la cinétique desdeux modes de dégradation.
L'étude des réponses mécaniques des rayons de matrice, effectuée par simulation numérique, atteste de l'hétérogénéité de la distribution de lapression de contact avec la présence de deux zones de forte pression. Ces résultats, en accord avec les mesures par photo-élasticimétrie, confirment lalocalisation de la dégradation des rayons de matrice observée lors des résultats expérimentaux.

Pour expliquer le mode de dégradation par transfert sur le rayon de matrice,un modèle a été développé. Cette modélisation permet d'établir un critère énergétique d'apparition du transfert de la tôle sur le rayon de matrice. Son application au cas étudié permet de retrouver et de comprendre les zones de dégradation expérimentale.