Algorithmes De Resolution Pour La Simulation De L Emboutissage Par L Approche Inverse
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Algorithmes de résolution pour la simulation de l'emboutissage par l'approche inverse
L'objectif de ce travail est de développer, d'évaluer et d'améliorer différents algorithmes de résolution pour la simulation de l'emboutissage par l'approche inverse, qui est basée sur la connaissance de la forme finale de l'embouti. La première partie aborde les méthodes de résolution statiques : la méthode statique implicite, la méthode statique explicite et une méthode de combinaison. La méthode statique explicite est extrêmement rapide. La méthode explicite/implicite est à la fois rapide et précise. La méthode du gradient conjugué et la méthode de Levenberg-Marquardt sont aussi implantées et évaluées dans l'approche inverse. Dans la deuxième partie, La méthode de relaxation dynamique (RD), la méthode de relaxation visqueuse et la méthode dynamique explicite sont présentées. La validation et la comparaison sur leurs performances sont effectuées au travers des exemples académiques et industriels. La méthode de RD est très avantageuse pour les gros systèmes. La méthode dynamique explicite peut aboutir à de bons résultats si l'on utilise de nombreux petits pas. La troisième partie présente le développement des techniques de pilotage en déplacement et en longueur d'arc dans l'approche inverse. Elles offrent des possibilités de réduire la difficulté de convergence dans le cas de forte plastification et de faible écrouissage du matériau. Une méthode de développement géométrique est aussi réalisée pour fournir une meilleure solution initiale. Elle permet de franchir la difficulté numérique rencontrée au début du calcul de l'approche inverse, et gagner du temps CPU. Cette thèse présente une étude assez complète des méthodes de résolution non linéaire dans l'analyse de l'emboutissage par l'approche inverse. Elle a mis en évidence des avantages et des inconvénients de chaque méthode, et amélioré l'efficacité et la performance de l'approche inverse.
Contribution a la modelisation de l'emboutissage de toles minces par l'approche inverse
L'EMBOUTISSAGE EST UN PROCEDE DE FABRICATION QUI CONSISTE A TRANSFORMER DE FACON PERMANENTE UNE FEUILLE DE METAL EN UNE FORME TRIDIMENSIONNELLE PAR L'ACTION D'OUTILS. LA SIMULATION NUMERIQUE DE CE PROCEDE COMPLEXE PEUT ETRE EFFECTUEE PAR L'APPROCHE INVERSE ; METHODE SIMPLIFIEE QUI EXPLOITE LA CONNAISSANCE A PRIORI DE LA GEOMETRIE DESIREE DE LA PIECE POUR ESTIMER LES GRANDES DEFORMATIONS ELASTOPLASTIQUES DANS L'EMBOUTI. APRES UNE PRESENTATION DES FONDEMENTS DE CETTE METHODE, LES DIVERS DEVELOPPEMENTS SONT EXPLICITES. IL S'AGIT : DE LA FORMULATION D'UN ELEMENT DE TYPE QUADRANGLE GAUCHI QUI OFFRE NOTAMMENT DE NOUVELLES POSSIBILITES DE MAILLAGES ; DE LA PRISE EN COMPTE DES EFFETS DE FLEXION SANS AUGMENTER LE NOMBRE DE DDL A L'AIDE D'UN ELEMENT TRIANGULAIRE (DKT12) ; D'AMELIORER LES ACTIONS EQUIVALENTES AUX OUTILS (POINCON, MATRICE ET SERRE-FLAN) AINSI QUE LES FORCES EQUIVALENTES, DETERMINEES ANALYTIQUEMENT, DUES A LA PRESENCE DE JONCS ; DE RENDRE L'ALGORITHME DE RESOLUTION PLUS RAPIDE ET ROBUSTE GRACE A L'ESTIMATION D'UNE SOLUTION GEOMETRIQUE INITIALE ET AU CONDITIONNEMENT DE LA MATRICE REPRESENTATIVE DU SYSTEME DANS LE SCHEMA DE NEWTON. L'ENSEMBLE DE CES CONTRIBUTIONS SONT VALIDEES PAR DES EXEMPLES ACADEMIQUES ET INDUSTRIELLES PLUS OU MOINS COMPLEXES, QUI PERMETTENT DE METTRE EN EVIDENCE L'APPORT ET LES LIMITATIONS DE CES TRAVAUX.
Conception et optimisation de surfaces additionnelles dans le procédé d’emboutissage par l’approche inverse
Cette thèse traite la conception et l’optimisation des surfaces additionnelles dans le procédé d’emboutissage en présence de fortes non linéarités, en utilisant la méthode des éléments finis couplée à un procédé de conception de ces surfaces et à un algorithme d’optimisation aux méthodes de programmation mathématique. L’objectif principal concerne la mise en œuvre d’un emboutis utilisé en carrosserie. Pour atteindre notre objectif, nous avons combiné les trois codes suivants : (i) Un code de simulation du procédé d’emboutissage dénommé « Approche Inverse », qui a été développé par les Professeurs Batoz, Guo et leurs collaborateurs, au sein de l’Université de Technologie de Compiègne depuis 1987. (ii) Un code de conception des surfaces additionnelles dénommé « Addendum Surface Design », basé sur la CAO de la pièce finale. (iii) Un algorithme d’optimisation basé sur la méthode SQP (Sequential Quadratic Programming)