Essai de compression-translation : contribution à l'identification des lois de comportement surfaciques et volumiques - Université Polytechnique des Hauts-de-France Access content directly
Theses Year : 1995

Upsetting-sliding test : on the determination of surface and bulk behaviour laws

Essai de compression-translation : contribution à l'identification des lois de comportement surfaciques et volumiques

Abstract

Surface behaviour of coated steel workpieces is analysed via the upsetting-sliding test. The test involves an indenter which comes in contact with the specimen until a given penetration is reached (upsetting phase), then it creates a plastic zone localized to the specimen surface vicinity by sliding along one of its generator line (sliding phase). The identification of reliable friction laws relies on the simulation of realistic contact and friction conditions first, and determination of the accurate bulk behaviour law in the vicinity of the contact zone second. Then an analysis of the test involving the finite element mothed is carried out and lead to the determination of an optimum indenteur geometry and penetration ; the test reproduces contact pressures and effective plastic strains in agreement with true contact conditions. A analysis of the upsetting phase of the test based on the minimisation of the error between experimental an numerical results is then achieved to identify the bulk behaviour in the contact surface vicinity. Finally a mechanical analysis coupled to a finite element model of the sliding phase of the test lead to the identification of linear and non linear friction laws. The proposed strategy is applied to cylindrical 1522 annealed steel specimen coated with zinc phosphate stearate and mineral salt settlings.
La caractérisation du comportement surfacique des pièces en acier revêtues est étudiée à l'aide du test de compression-translation. Au cours du test un indenteur vient en contact avec l'ébauche jusqu'à une pénétration donnée (phase de compression), puis crée une zone plastique localisée à la surface de contact en glissant le long de celle-ci (phase de translation). L'identification fiable des lois de frottement repose sur une reproduction fidèle des conditions de contact et de frottement ainsi que sur une connaissance précise du comportement volumique au voisinage de la zone de contact. Une première étude par la méthode des éléments finis du test est alors menée et conduit à la détermination optimale de la géométrie et de la pénétration de l'indenteur ; l'essai reproduit alors des pressions de contact et des déformations plastiques équivalentes représentatives des conditions de contact réelles. Une seconde étude est ensuite proposée confrontant résultats expérimentaux et numériques de la phase de compression. Une procédure itérative minimisant l'erreur commise entre ces différents résultats conduit à la détermination du comportement volumique au voisinage de la surface de l'ébauche. Enfin, une analyse mécanique associée a des modèles numériques de la phase de translation autorise l'identification des lois de frottement linéaires et non linéaires. Cette stratégie est appliquée à des ébauches cylindriques en acier 1522 recuit revêtues de phosphate de zinc et de produits non polluants à base de dépôts de sels minéraux.
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Cite

André Dubois. Essai de compression-translation : contribution à l'identification des lois de comportement surfaciques et volumiques. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, 1995. Français. ⟨NNT : 1995VALE0014⟩. ⟨tel-03436823⟩
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