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Plasticité en mise en forme - Métaux à chaud

Auteur(s) : Eric FELDER

Relu et validé le 11 avr. 2017

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RÉSUMÉ

Cet article est consacré au comportement viscoplastique des métaux à chaud. Ainsi, sont abordés la sensibilité de la contrainte d’écoulement plastique, la vitesse de déformation et celle à la température. Il est bien sûr évident que les phénomènes thermiques, qu’il s’agisse des transferts ou des dissipations d’énergie, jouent un rôle considérable dans les déformations et les contraintes subies par le métal (dilatation, contraction, changement de structure). Pour résumer, l’approche du comportement de la mise en forme à chaud prévoit inévitablement la formulation du comportement viscoplastique et celle du frottement à chaud, ainsi que l’évolution thermique et le couplage thermomécanique.

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ABSTRACT

Plasticity in casting - Hot metals

This article is dedicated to the viscoplastic behavior of hot metals. The sensitivity of the constraint of plastic flow, the deformation velocity and sensitivity to temperature. Thermal phenomena, be they transfers or dissipation of energy, evidently play a considerable part in deformations and stresses metals are subjected to (dilatation, contraction, change in structure). To sum up, the approach of the behavior of hot casting inevitably includes the formulation of the viscoplastic behavior and at hot friction as well as thermal evolution and thermomechanical coupling.

Auteur(s)

Eric FELDER : Ingénieur civil des Mines de Paris, Docteur ès Sciences - Maître de recherches au Centre de mise en forme des matériaux (CEMEF) - École des Mines de Paris, CNRS de Sophia-Antipolis

INTRODUCTION

L’objectif de cette partie est de tenir compte de manière plus réaliste du comportement des métaux à chaud décrit dans le dossier [M3002] : sensibilité de la contrainte d’écoulement plastique à la vitesse de déformation et à la température.

Par ailleurs, il importe de tenir compte des phénomènes thermiques (transferts et dissipation d’énergie) qui conditionnent la température du métal, son comportement, sa déformation et ses contraintes : rhéologie, dilatation ou contraction, changement de structure. Par rapport au dossier [M3003], nous abandonnerons donc les hypothèses 4 et 5 et l’hypothèse E∞.

Vous trouverez en fin de dossier le tableau des notations et symboles.

Le comportement dans la mise en forme chaud prévoit :

formulation du comportement viscoplastique et du frottement à chaud ;
calcul du champ de température T et couplages thermomécaniques ;
présentation des principes de la métallurgie thermomécanique pour l’analyse de la déformation, du champ de contraintes et de la structure du métal, lors de son refroidissement après mise en forme à chaud, problème similaire à celui de son évolution lors des traitements thermiques [79] et des opérations de soudage [80].

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https://doi.org/10.51257/a-v1-m3005

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BIBLIOGRAPHIE

(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).
...

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Méthodes de calcul en plasticité
Plasticité en mise en forme – Comportement rigide-plastique
Plasticité en mise en forme – Cas des métaux à froid
Plasticité en mise en forme – Cas des métaux à chaud
Forgeage – frittage – Exemple de la fabrication des bielles
Métallurgie des poudres – Généralités
Lubrification en mise en forme – Principes généraux et choix
...

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 - , N^o 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, N^o 1, 63-74 (1989).

AZARJHIN (A.) - RICHMON (O.) - A model of ploughing by a pyramidal indenter – upper-bound approach...

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