THE ANNALS OF “DUNĂREA DE JOS” UNIVERSITY OF GALAŢI FASCICLE V, TECHOLOLOGIES IN MECANICAL ENGINEERING, ISSN 1221-4566 2005 Mise en évidence des chemins lagrangiens de contraintes parcourus depuis la pièce vers le copeau - illustration dans le plan déviatorique PhD. Eng. P. Caestecker * , PhD. Eng. A. Gavrus ** and PhD. Eng. E. Ragneau ** * Laboratoire des Ingénieries de Fabrication, ENSAM Lille, France ; ** Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique, INSA de RENNES France Resume L’objectif de cette communication est d’analyser les chemins lagrangiens de contrainte pendant l’usinage. Des chemins suivis par des points matériels choisis judicieusement dans le copeau généré lors d’une simulation numérique de la coupe orthogonale en déformation plane seront mis en évidence. Ils seront comparés avec les chemins explorés lors de la simulation numérique de la compression dynamique d’un échantillon cylindrique sur un essai SHPB. Cette étude est effectuée pour une loi de comportement identifiée par analyse inverse sur un acier de type 35NCD16. On met ainsi en évidence la limitation de la simulation 2D de la coupe orthogonale, ainsi que les différentes extrapolations entre l’identification et le processus de coupe . Keywords: simulation numérique, compression dynamique, usinage. 1. Introduction La modélisation de l’usinage, et notamment dans une configuration simple de coupe orthogonale, s’est considérablement développée pendant les dix dernières années. Cette configuration permet d’utiliser l’hypothèse de déformation plane. La littérature met en évidence deux types de simulations numériques en déformation plane basées sur des chemins d’intégration implicites lagrangiens avec remaillage automatique [1] ou explicites ALE [2] . Les paramètres associés aux lois de comportement sont la plupart du temps identifiés à partir d’essais dynamiques sur des barres d’Hopkinson (test SHBP), avec des échantillons soit cylindriques [4] soit de type « chapeau » [3] . Ce dispositif expérimental permet d’étudier la sensibilité de la variation des contraintes dans des larges gammes de déformation (généralement entre 5 % et 50 %) et de vitesse de déformations (102s -1 et 104s -1 ). Des résultats récents de simulation numérique du test SHPB, dans une configuration réduite, à l’aide du logiciel FORGE2 de type implicite lagrangien avec remaillage, ont permis de développer une méthode d’identification par analyse inverse [5] . Cette communication utilise les paramètres de la loi de type Johnson Cook [6] identifiés à partir de cette analyse inverse d’un acier de type 35NCD16 (état doublement recuit). Ces paramètres sont ensuite intégrés dans la simulation de la coupe orthogonale sur le logiciel FORGE2 et d’explorer les chemins lagrangien de contraintes de points du matériau usiné. La modélisation de l’ensemble des barres d’Hopkinson en utilisant un modèle complète, permet de comparer les domaines explorés respectifs lors du procédé et de l’essai, en terme de chemins de contrainte dans les différents plans associés : contraintes équivalentes de Von Mises, pression et vitesse de déformation. 2. Simulations numériques 2.1. Lois de comportement Le comportement viscoplastique du matériau usiné est introduit par la variation de la contrainte équivalente de Von Mises σ , fonction de la vitesse équivalente de déformation ε & , de la déformation plastique cumulée ε et de la température T en utilisant - 5 -