Simulation et modélisation thermomécanique simplifiée d’un procédé de mise en forme
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Date
2025
Authors
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Publisher
Université Badji Mokhtar Annaba
Abstract
Cette thèse propose une contribution originale à la modélisation du procédé de laminage appliqué aux produits plats et ronds, en développant des approches prédictives fondées sur une formulation mécanique et physique et validées par confrontation expérimentale.Dans majoritairement la méthode des tranches, basée sur la mécanique des milieux continus solides.Cette modélisation, bien que robuste pour l’évaluation des efforts et des couples de laminage, reste fondamentalement unidimensionnelle et ne permet pas de décrire les distributions des grandeurs limitations, une nouvelle formulation a été développée en s’appuyant sur les équations de la mécanique Contrairement aux travaux antérieurs fondés sur un comportement visqueux Newtonien linéaire et nécessitant des coefficients empiriques, le modèle proposé intègre un comportement viscoplastique pour le laminage à chaud et un comportement plastique indépendant de la vitesse de déformation pour le laminage à froid. Un algorithme a été conçu pour déterminer la position du point neutre et modéliser l’évolution de la viscosité sans ajustement empirique. Les résultats obtenus, validés par des données expérimentales, permettent de prédire de manière fiable les champs de pression, les contraintes de cisaillement et les vitesses dans l’ensemble du volume laminé. le cas du laminage des produits plats, les approches conventionnelles utilisent mécaniques selon les directions transversale et normale. Pour dépasser ces des fluides, et notamment une généralisation des équations de Reynolds.Contrairement aux travaux antérieurs fondés sur un comportement visqueux Newtonien linéaire et nécessitant des coefficients empiriques, le modèle proposé intègre un comportement viscoplastique pour le laminage à chaud et un comportement plastique indépendant de la vitesse de déformation pour le laminage à froid. Un algorithme a été conçu pour déterminer la position du point neutre et modéliser l’évolution de la viscosité sans ajustement empirique. Les résultats obtenus, validés par des données expérimentales, permettent de prédire de manière fiable les champs de pression, les contraintes de cisaillement et les vitesses dans l’ensemble du volume laminé.En ce qui concerne les produits ronds, le travail a porté sur le développement et la comparaison de deux modèles complémentaires. Le premier est un modèle analytique simplifié, basé sur une transformation réduction significative du temps de calcul tout en conservant une précision acceptable. Le second est un modèle numérique, intégrant les géométries réelles des cannelures et du produit, capable de capturer les interactions complexes entre l’outil et la matière. Les deux modèles ont été validés par des campagnes expérimentales industrielles et comparés à des simulations par éléments finis. Le modèle analytique se distingue par sa rapidité et sa pertinence pour les phases de préconception, tandis que le modèle numérique offre une précision accrue, adaptée aux analyses détaillées et aux optimisations avancées. géométrique des sections (rond–carré, ovale–rectangle), permettant une Les résultats démontrent la complémentarité des approches développées et ouvrent des perspectives pour la mise en œuvre de modèles hybrides, combinant les avantages des formulations analytiques et numériques, en vue d’une maîtrise optimisée du laminage des produits longs et plats dans un contexte industriel.
Description
Keywords
simulation thermomécanique; modélisation simplifiée; laminage tôle; laminage rond à béton; mise en forme; processus de laminage;
comportement thermomécanique; analyse numérique; équations de la mécanique des milieux continu; effets thermiques; déformation plastique;
transfert de chaleur; optimisation du procédé; matériaux métalliques; processus industriel