L'unité d'enseignement est en option  ​
Les cours sont dispensés en français

Coord. Franck Morel (franck.morel@ensam.eu, ENSAM Angers)

​Descriptif de l'unité d'enseignement
3 ECTS / 30 h
Courses : 10 sessions de 3h
Exercises : Aucun
Practice : Aucun

Equipe pédagogique

 

Franck MOREL
franck.morel@ensam.eu,

Nathalie BOZZOLO
nathalie.bozzolo@mines-paristech.fr

Rodrigues DESMORAT
rodrigue.desmorat@ens-paris-saclay.fr

Thierry PALIN-LUC
thierry.palin-luc@ensam.eu

Ivan IORDANOFF
ivan.iordanoff@ensam.eu

Objectifs

L’objectif de ce cours est de donner des connaissances solides, aux étudiants et aux professionnels, sur la microstructure des métaux et les mécanismes se produisant lors de procédés de transformation de la matière à l’état solide couplant des effets mécaniques et thermiques en vue (1) de mieux modéliser et simuler ces procédés de transformation et (2) de prévoir les performances mécaniques des matériaux et pièces lors de leur utilisation.

Applications

Ce cours est dédié à tous les procédés de transformation à l’état solide tels que la mise en forme des tôles (laminage, emboutissage, découpage…), la mise en forme des pièces massives (forgeage, filage, étirage, …) et les procédés d’enlèvement de matière. Les connaissances acquises pourront être directement mises en application pour l’optimisation de ces procédés dans une démarche intégrée « produit-process ». Les secteurs industriels concernés sont tous ceux utilisant les procédés de transformation et préoccupés de la conséquence de ces procédés sur les propriétés d’emploi des pièces : aéronautique, transport, nucléaire, santé, emballage, construction, électro-ménager…

Thèmes abordés

• Transformation structurale à l’état « solide » et comportement en mise en forme: séances 1 à 4.
• Tribologie : séances 5 à 6.
• Rôle des contraintes résiduelles et des hétérogénéités microstructurales sur les propriétés d’usage : séances 7 à 10.

Plan du cours

Séance 1 :

Transformation de phase et précipitation (JLL).

Séance 2 :

Restauration et recristallisation (YC).

Séance 3 : .

Texture et structure de dislocation lors de la déformation à froid et à chaud (YC)

Séance 4 :

Lois de comportement thermo-élasto(visco)plastique pour les hautes températures, les grandes vitesses de déformations et les grandes déformations (RD): Lois de Johnson-Cook, Norton-Hoff, thermiquement activées – Notion d’endommagement associé – Extension du formalisme aux grandes transformations dans le cas de matériaux élasto(visco)plastiques.

Séance 5 :

La notion de frottement, le modèle de Blok et ses dérivés, les modèles d'usure - Les mises en évidence expérimentales des contradictions inhérentes à ces modèles.

Séance 6 :

Description du contact à 3 corps et mise en évidence des flux de matières et des flux thermiques en s'appuyant sur un modèle simplifié de type éléments discrets - Proposition d'une démarche couplant expérimentale et numérique pour l'établissement de lois de comportement, exemples de moyens expérimentaux adaptés aux sollicitations dans le cadre des procédés, exemple de modèle DEM/FEM locaux.

Séance 7 :

Origine des contraintes résiduelles et calculs dans un cas simple de mise en forme – Contraintes résiduelles après mise en forme et traitements thermiques – Les différentes techniques d’analyse des contraintes résiduelles (JLL).

Séance 8 :

Influence des contraintes résiduelles et des hétérogénéités microstructurales sur la déformation, sur la résistance statique, sur la résistance chimique, sur les propriétés physiques (JLL).

Séance 9 :

Intégrité des matériaux et tenue en fatigue (FM): Rappel sur les critères d’endurance en fatigue - Effet de l’état de surface, des contraintes résiduelles et des hétérogénéités microstructurales.

Séance 10 :

Exemples de différents procédés (usinage, forgeage, fonderie, traitements superficiels …) et des effets associés en fatigue (FM).

Evalutation :

Examen écrit.

Bibliographie

• “Simulation of wear through mass balance in a dry contact”, Fillot, N., Iordanoff, I., Berthier, Y., Journal of Tribology 127 (1), pp. 230-237 (2005)
• “Thermal Study of the Dry Sliding Contact With Third Body Presence”, Richard, D., Iordanoff, I., Renouf, M., Berthier, Y., Journal of Tribology, 130, (10 pages) (2008)
• “Background on friction and wear”, Berthier Y., , Handbook of materials behavior models. Lemaître. Academic Press, Background on friction and wear. Vol.Chap 8. p.676 -699 (2001)
• “Physique et Mécanique de la mise en forme des métaux”, Ecole d’Eté d’Oléron dirigée par F. Moussy et P. Franciosi, Paris : Presses du CNRS : IRSID, XiV-645p (1990)