Prévenir l'apparition et la propagation de fissures
Avec chaque nouvelle génération de nos logiciels FORGE® et COLDFORM®, de nouvelles méthodes sont développées pour améliorer la modélisation des problèmes liés à la transition endommagement-rupture, qui sont au cœur de divers procédés tels que l'ébavurage et le perçage. C'est aussi le cas pour mettre au point des procédés dont on cherche à éviter l'apparition de fissures, ce qui demande une grande précision et exactitude pour prédire l'amorçage et la propagation des fissures ductiles.
Dans FORGE® et COLDFORM®, une nouvelle stratégie a été introduite : combiner la méthode du « kill-element » (destruction des éléments) et la réparation des surfaces par lissage autour des zones affectées par l’endommagement, de sorte à augmenter la qualité des pièces à la fin de la simulation.
Etat de l'art actuel : Modélisation de l'endommagement avec les techniques de kill-element et de lissage des surfaces
En parallèle, un projet de recherche a été lancé pour étudier de nouvelles méthodologies qui définiront nos solutions de demain, toujours plus précises et plus efficaces.
Vers une méthode générique et non-locale pour la gestion du maillage de l’endommagement
Un doctorant du CEMEF (Centre de Mise en Forme de Matériaux) partage son temps avec Transvalor pour réaliser une thèse qui permettra d'améliorer le modèle de transition endommagement-rupture.
Sujet : Modélisation numérique 3D de la rupture appliquée aux matériaux ductiles.
Objectifs :
- Introduire une méthodologie générique et non-locale pour la modélisation de la rupture ductile.
- Développer une méthodologie de remaillage automatique basée sur cette nouvelle stratégie de modélisation de la rupture ductile, permettant ainsi l’introduction des surfaces de rupture tout en évitant les problèmes liés à la perte du volume typiquement retrouvé avec la méthode du « kill-element ».
La première phase du projet à évoluée de façon positive. La méthode « Phase-field » (champ de phase) a été introduite créant ainsi un moyen générique de décrire la transition endommagement-rupture. Ce champ permet d’utiliser une description continue pour localiser les zones endommagées dans un matériau (champ = 1 implique un endommagement complet, champ = 0 implique un matériau non endommagé).
En la combinant avec des stratégies de remaillage automatique il est maintenant possible de simuler l’amorçage et la propagation de la fissure, le tout avec des coûts limités, grâce à la possibilité de raffiner le maillage uniquement sur les zones endommagées données par le champ de phase.
La prochaine étape du projet consiste à utiliser ces résultats comme base physique pour ensuite introduire de façon progressive la surface de rupture. Voici un aperçu de ce qui est à venir :
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