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Mise en forme des métaux - Aspects mécaniques et thermiquesArticle de référence | Réf : M3002 v1
Auteur(s) : Eric FELDER
Date de publication : 10 déc. 2007
Relu et validé le 11 avr. 2017
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Si l’essai de traction est très utile, du fait de sa simplicité de mise en œuvre et d’interprétation, son domaine d’utilisation est limité par le phénomène de striction du côté des grandes déformations. Par ailleurs, la mesure précise de la déformation de l’éprouvette dans le domaine des petites déformations nécessite l’utilisation d’extensomètres ou de jauges de contraintes.
Nous ne parlerons pas ici de l’essai de compression ; son analyse mécanique est très proche de celle de l’essai de traction. Mais, s’il permet d’atteindre de plus grandes déformations puisque l’aire de la section sur laquelle s’exerce la force croît constamment, la mise en œuvre nécessite des précautions pour minimiser l’influence du frottement du matériau sur les outils [8] et [26].
On dispose d’autres essais rhéologiques mono-chargements qui peuvent s’avérer très utiles ; parmi eux, les deux plus importants :
l’essai de torsion qui permet d’explorer le domaine des grandes déformations comme celles imposées par forgeage, filage et les passes successives de laminage ;
l’essai de flexion de plaques minces, bien adapté à l’étude du comportement des métaux en feuilles, en petites et moyennes déformations, monotones ou alternées.
Dans ces essais, le matériau ne subit pas une déformation homogène ; l’analyse mécanique est toutefois possible, car la déformation varie linéairement avec la distance à l’axe ou au plan médian de l’éprouvette.
3.1 Essai de torsion : étude des grandes déformations
Cet essai se pratique sur des éprouvettes axisymétriques pleines (figure 5) ou tubulaires. La partie utile est un cylindre de longueur L, de rayon extérieur constant R et, pour les éprouvettes tubulaires, d’épaisseur e constante, généralement choisie petite devant R.
L’essai consiste à mesurer l’évolution du couple Γ lors de la rotation d’une extrémité de l’éprouvette, l’autre extrémité étant maintenue fixe (figure 5).
Considérons...
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MISE EN FORME DES MÉTAUX ET FONDERIE
(1) - BAQUE (P.) - Les problèmes de mise en forme des métaux et la théorie de la plasticité - , Sciences et Techniques de l’Armement 47, 2e fascicule, 381-405 (1973).
(2) - GERMAIN (P.) - Mécanique des milieux continues - , t. 1 : 444 p., 128 fig., t. 2 : 446 p., 109 fig., Éditions École Polytechnique et Marketing, Paris (1986).
(3) - BAQUE (P.), FELDER (E.), HYAFIL (J.), d’ESCATHA (Y.) - Mise en Forme des Métaux – Calculs en plasticité - , Dunod, Paris, t. 1 : 308 p., t. 2 : 403 p. (avec problèmes et exercices) (1974).
(4) - WAGONER (R.L.), CHENOT (J.-L.) - Fundamentals in metal forming - , John Wiley & Sons, New York, 389 p., 91 fig. (avec problèmes et exercices) (1997).
(5) - WAGONER (R.L.), CHENOT (J.-L.) - Metal forming analysis - , Cambridge University Press, New York, 376 p., 201 fig. (avec problèmes et exercices) (2001).
...
Références du dossier [M 3 003]
HILL (R.) - The mathematical theory of plasticity - , Clarendon Press, Oxford, 355 p., 90 fig. (1950).
MOREAU (J.J.) - Sur les lois de frottement, plasticité et viscosité - , C.R. Acad. Sc. Paris, t. 271, Série A, 608-611 (1970).
MANDEL (J.) - Variables cachées, puissante dissipée, dissipativité normale - , No spécial des Cah. Gr. Fr. Rh., 37-49 (janv. 1980).
GERMAIN (P.) - NGUYEN (Q.S.) - SUQUET (P.) - Continuum thermodynamics - , J. Appl. Mech. 50, 1010-1020 (1983).
JOHNSON (W.) - SOWERBY (R.) - VENTER (R.D.) - Plane strain slip line fields for metal deformation processes. A source book and bibliography - , 364 p., 147 fig., 6 pl. bibl. (892 réf.), Pergamon Press, Oxford (1982).
DRUCKER (D.C.) - CHEN (W.F.) - On the use of simple discontinuous fields to bound limit loads, in Engineering Plasticity - , HEYMAN (J.) et LECKIE (F.A.) (Ed.), Cambridge University Press, p. 129-145 (1968).
PUZRIN (A.M.) - RANDOLPH (M.F.) - On the superposition of plastically disipated work in upper bound limit analysis - , Proc. R. Soc. Lond. A 457, 567-586 (2001).
AZARJHIN (A.) - RICHMON (O.) - Extension of the upper bound method in include estimation of stresses - , J. Appl. Mech., 58, 493 (1991).
LIPMANN (H.) - TAKUDA (H.) - On the evaluation of the upper-bound approach to problems of rigid-plastic deformation under non-standard conditions - , Int. J. Mech. Sci. 31, No 1, 63-74 (1989).
AZARJHIN (A.) - RICHMON (O.) - A model of ploughing by a pyramidal indenter – upper-bound approach...
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