Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Développement d’un formalisme Arbitraire Lagrangien Eulérien tridimensionnel en dynamique implicite. Application aux opérations de mise à forme.
Boman, Romain
2010
 

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Keywords :
méthode des éléments finis; profilage; mise à forme; formalisme ALE; laminage; planage
Abstract :
[fr] Dans le cadre de la simulation de procédés de mise à forme par la méthode des éléments finis, le formalisme Arbitraire Lagrangien Eulérien (ALE) permet de découpler le mouvement du maillage et de la matière. Pour de très grandes déformations, la qualité du maillage peut être ainsi améliorée sans avoir recours à une procédure de remaillage complexe et coûteuse. Un second domaine d'application du formalisme ALE est la simulation de procédés stationnaires pour lesquels le maillage peut rester fixe dans la direction de l'écoulement de matière. Ce type de maillage quasi eulérien permet de diminuer le nombre d'éléments finis du modèle numérique par rapport à une simulation lagrangienne classique. En conséquence, le temps de calcul est également réduit. Bien que le formalisme ALE ne soit pas nouveau, il est rarement utilisé en pratique. D'une part, les techniques de repositionnement de noeuds tridimensionnelles ne sont pas évidentes à mettre en oeuvre et, d'autre part, il n'existe pas de schéma de transfert de données précis adapté aux éléments finis à plus d'un point de Gauss tels que ceux utilisés en dynamique implicite. Cette thèse tente de combler ces deux lacunes: une méthode de repositionnement de noeud sur les surfaces libres du solide est présentée. Elle est très robuste et permet de conserver la forme des surfaces malgré le mouvement arbitraire du maillage. Concernant le transfert des données, un schéma de convection 3D précis au second ordre et utilisable pour des éléments finis à plusieurs points de Gauss est déduit d'un opérateur de projection. L'efficacité et la généralité de l'algorithme ALE qui en résulte sont ensuite démontrées sur une série d'applications de plus en plus complexes: impact d'une barre de Taylor, traction d'une barre d'Hopkinson, double extrusion, laminage, planage et profilage à froid. Dans chaque cas, les résultats ALE sont comparés avec des résultats lagrangiens traditionnels ainsi que des mesures expérimentales lorsque celles-ci sont disponibles.
Disciplines :
Materials science & engineering
Author, co-author :
Boman, Romain  ;  Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > LTAS-Mécanique numérique non linéaire
Language :
French
Title :
Développement d’un formalisme Arbitraire Lagrangien Eulérien tridimensionnel en dynamique implicite. Application aux opérations de mise à forme.
Alternative titles :
[en] Development of a Tridimensional Arbitrary Lagrangian Eulerian Formalism for Dynamic Implicit Problems. Application to Forming Processes.
Defense date :
06 May 2010
Number of pages :
362
Institution :
ULiège - Université de Liège
Degree :
Docteur en sciences de l'ingénieur
Promotor :
Ponthot, Jean-Philippe  ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
President :
Delhez, Eric ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Jury member :
Béchet, Eric ;  Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M)
Cescotto, Serge ;  Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo
Fourment, Lionel
Geuzaine, Christophe  ;  Université de Liège - ULiège > Montefiore Institute of Electrical Engineering and Computer Science
Hogge, Michel ;  Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique
Huerta, Antonio
Kergen, Richard
Legrand, Nicolas
Potier-Ferry, Michel
Available on ORBi :
since 03 February 2011

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