Examen de la surface supérieure après écrasement
Formage à grande vitesse - Lubrification et frottement

La mesure de la hauteur résiduelle doit permettre d’obtenir des informations sur le frottement au cours de la frappe, toutefois, les différences mesurées entre deux lubrifiants sont parfois très faibles. Nous nous sommes donc intéressés à la surface plane après écrasement. C’est en effet cette surface qui supporte les efforts de cisaillement, et sa forme diffère selon la valeur du coefficient de frottement comme on peut le constater figure 8. Sur ce graphique, on voit l’évolution de la surface supérieure, lors d’une frappe longitudinale à 90 J. Le frottement entraînant une dissipation d’énergie, on retrouve la même observation que pour l’épaisseur : plus le frottement est important, moins l’échantillon se déforme. Le rectangle précise l’orientation de l’échantillon.

Le calcul numérique donne des résultats acceptables pour les expansions sens long et sens travers, mais des écarts concernent les angles. Dans l’exemple donné, la surface obtenue se situe entre les surfaces théoriques correspondant à µ = 0,2 et µ = 0,3.

Dans le cas de la frappe axiale, la surface initialement plane présente deux zones après l’écrasement. Une zone centrale, plus ou moins circulaire, d’aspect mat, qui représente la surface circulaire de départ et une couronne extérieure, très brillante, qui provient de la surface cylindrique de l’échantillon de départ (figure 9). Contrairement à la frappe longitudinale, on ne prend pas en compte toute la surface en contact avec l’outil à la fin de l’impact, mais l’évolution de la surface initialement plane.

Pour vérifier ce comportement par la simulation, il est nécessaire de définir, par la fonction « marquage » de Forge3, un disque circulaire dont on souhaite suivre l’évolution au cours de la frappe. Pour les échantillons expérimentaux, la surface mate située au centre est mesurée à l’aide d’une loupe binoculaire couplée avec une caméra numérique. L’évolution de cette surface en fonction du frottement pour une frappe axiale d’énergie 150 J est donnée figure 10. La courbe en trait plein correspond aux relevés théoriques et sert de référence pour placer les points expérimentaux. La droite en trait plein correspond à la section...