Approche mécano-fiabiliste pour déterminer les indices de performance d’un système de production discontinue : cas d’un système de mise en forme
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Date
2017
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Dans l'industrie de mise en forme à chaud des pièces métalliques, jusqu’à 20% du coût de
production d’une pièce forgée est attribué à l’outillage. Et la durée de vie de l’outillage
préoccupe toujours et elle est souvent mal estimée compte tenu des divers facteurs de
production qui restent insuffisamment maîtrisés, et cela malgré les efforts qui ont été déployés
au cours des deux dernières décennies, dans le développement de technologies de pointe pour
rendre le processus de fabrication précis, fiable et efficace. Donc, il est devenu impérative
pour les services de production et de maintenance de trouver un moyen de prise de décision
pour le changement de l’outillage au temps opportun et avec la meilleure performance
possible. Ainsi, la recherche d’un indice permettant de mesurer la performance d’un système
de mise en forme aussi complexe que les ateliers de forge est devenue accrue, afin d’éviter les
arrêts nécessitant une maintenance curative et impliquant des coûts de maintenance et non maintenance.
Le travail de cette thèse présente un nouveau concept d'évaluation d'un indice de performance
des matrices de forgeage à chaud. Il se repose sur une analyse fiabiliste du procédé à travers
un modèle mécanique qui prend en charge la loi rhéologique du processus de mise en forme à
savoir la loi de Hansel et Spittel et une loi d’endommagement par fatigue de Lemaître et
Chaboche. Le comportement du procédé est modélisé et simulé à l'aide de l'outil Forge® qui a
permis d'optimiser les paramètres de forgeage et de déterminer les contraintes et les
déformations, ainsi que les températures lors du forgeage et aussi d'identifier les facteurs
affectant la vie de la matrice. L’analyse fiabiliste est réalisée à l’aide de l’outil PHIMECASoft
sur la base d’une fonction d’un état limite représenté par la différence entre
l’endommagement progressant et l’endommagement critique causant l’arrêt de la production.
Le principe de l’analyse fiabiliste est de déterminer la probabilité de défaillance des matrices
et d’évaluer la sensibilité des variations des valeurs aléatoires des paramètres d’entrée et des
paramètres de mise en forme. Le concept de cette contribution a été appliqué à des matrices
industrielles réelles utilisées pour forger des leviers de direction d'automobile produits dans
l'atelier de forgeage de la Ferrovial Company d'Annaba en Algérie. L’indice de performance
est donné par le nombre de pièces forgées correspondant à la valeur admise de l'indice de
fiabilité β, en fonction du nombre de frappes, des températures de mise en forme, des
variations des dimensions du lopin dans la limite des tolérances dimensionnelles.