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TP2 : Simulation numérique des procédés d’emboutissage (ABAQUS/Explicit) GHEDIR

TP2 : Simulation numérique des procédés d’emboutissage (ABAQUS/Explicit) GHEDIRI Ghassen 3 ème Mécanique numérique 1) Objectif : - La modélisation du procédé d’emboutissage sous ABAQUS/Explicit - Comparaison entre les résultats de ce TP et les résultats donnés par ABAQUS/Standard 2) Travail demandé : a)Détermination de temps du « Step » appropriées : Pour déterminer le temps de step appropriée, on fait une étude de fréquences propres et on prend le temps associé au mode le plus proche de forme finale désirée. Pour cela, il suffit de sortir les modes propres de flan en créant une seule « Step » de type « Linear perturbation » de liste « frequency ». Figure: Visualisation de premier mode On remarque que le mode 1 est le proche de la forme du flan déformé de fréquence propre égale à 139.7 Hz. Donc, la limite inférieur approximative sur la durée du temps de Step approprié est égale à T=1/f= 1/139.7 =0.0007 s b)Création d’un modèle ABAQUS/Explicit : On crée un modèle Explicit en faisant des modifications sur le modèle Implicit précédent : -on ajoute la densité du matériau ρ=7800kg/m 3 -on ajoute l’inertie du serre-flan (« Create Inertia » puis entrer 0.1Kg comme valeur) -on créer des courbes d’amplitude pour une application progressive de l’effort de maintien de flan et le déplacement de poinçon (deux de type « Ramp » et de type « Smooth » et on compare leur effets ultérieurement) -on crée un « Step explicit dynamic »pour le déplacement de flan en précisant le temps de step appropriée (t=0.0001s) -on crée « Step explicit dynamic » pour le déplacement de poinçon et on spécifie le temps de step calculé précédemment -Dans le module Load, on change le type d’amplitude de force de serre-flan et le déplacement de poinçon par l’un de courbe des amplitudes crée précédemment -On change le type de maillage à Explicit puis remailler -On exécute le calcul en utilisant premièrement l’amplitude Ramp puis l’amplitude Smooth c) Evaluation des résultats : Comparaison entre l’énergie interne et l’énergie cinétique du modèle : Avant d’examiner les résultats, il faut vérifier si la solution est quasi-statique ou non. Si une solution quasi-statique est acceptable, l’énergie cinétique (ALLKE) du flan ne devrait pas être supérieur quelques pourcent de son énergie interne(ALLIE). 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Energies en configuration ramp energie cinétique Ramp energie interne Ramp 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 energies en configuration smooth interne smooth cinétique smooth Constatation : On remarque qualitativement que pour les deux configurations, les valeurs d’énergies internes sont négligeables par rapport aux valeurs d’énergies cinétiques. Donc, ils sont considérés comme des solutions acceptables. 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Energies internes energie interne Ramp interne smooth Temps(s) Constatation : En termes d’énergie interne, il n’y a pas une grande différence entre les deux configurations (même maximum). 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0 5 10 15 20 25 30 35 Energies cinétiques cinétique smooth energie cinétique Ramp Temps(s) Constatation : Pour les énergies cinétiques, on constate que la configuration d’amplitude Smooth est plus stable que la configuration d’amplitude Ramp car la première configuration présente moins d’oscillation que la deuxième. Conclusion : Pour les raisons de stabilité de l’énergie cinétique et le chargement progressive de la force et du déplacement, on choisit la configuration d’amplitude Smooth pour le reste de notre étude. Méthode d’accélération d’analyse : Etude de méthode « mass scaling » et choix de coefficient convenable : Généralement, les analyses de mise en forme exigent un grand temps de calcul .Donc, on utilise des méthodes pour réduire le cout de calcul. L’un de ces méthodes est l’augmentation de densité de masse des éléments artificiellement. Cette méthode s’appelle Mass scaling. Ce pour cela, on va tirer la valeur de mass scaling la plus fiable entre les valeurs 5,10 et 25 en comparent les résultats avec le résultat du modèle précédent. Figure: Contrainte de Von Mises (Mass scaling=5) Figure: Contrainte de Von Mises (Mass scaling=10) Figure: Contrainte de Von Mises (Mass scaling=25) Résultats et constatation : En comparant les contraintes de Von Mises, on constate que le meilleur facteur mass scaling est égal à 5. Analyse de retour élastique dans ABAQUS/Standard : Le retour élastique se manifeste par un changement géométrique de la pièce lorsqu’elle est retirée de l’outillage. Il est possible d’analyser le retour élastique en utilisant ABAQUS/Standard (car il est un phénomène statique sans chargement).Donc, on importe les résultats de modèle Explicit. On peut visualiser le retour élastique par la superposition des deux déformées (avec et sans retour élastique) comme présenté si dessous : Figure : Contrainte de Von Mises après retour élastique Après retour élastique Avant retour élastique Figure: Contrainte Plastique après retour élastique uploads/s3/compte-rendu.pdf