Prédiction de courbes limites de formage avec un modèle élasto–plastique–endommagement et un critère de localisation

Abstract

La mise en forme de tôles métalliques implique bien souvent de grandes déformations accompagnées de trajets de chargement complexes. Pour améliorer la prédiction via la simulation numérique de la forme finale des pièces, des modèles de comportement plus physiques doivent être considérés. On se propose ici d’étudier la localisation des déformations durant la mise en forme de tôles d’acier à haute résistance. Plus précisément, on aborde la prédiction des courbes limites de formage (CLF) de ces tôles en trajets directs et séquentiels. Généralement, une bonne prédiction de la localisation des déformations nécessite la prise en compte de l’endommagement dans le modèle de comportement. Ainsi, un modèle de comportement élasto-plastique couplé à un modèle d’endommagement a été considéré. Le couplage est réalisé dans le cadre de l’approche de la mécanique de l’endommagement continu (Lemaitre et Chaboche, 1986). L’écrouissage du matériau est pris en compte en introduisant le modèle microstructural de Teodosiu et Hu (1998). Ce modèle permet de tenir compte des phénomènes de changement de trajets de déformation induits lors de la mise en forme des tôles. Dans le but de définir des points limites associés à la localisation de la déformation et qui représenteront les points de la CLF, un critère de localisation est également introduit (critère de Rice, 1976). Le modèle de comportement résultant, combiné au critère de localisation, a été implanté dans le code de calcul par éléments finis Abaqus/Standard en utilisant la routine UMAT pour le comportement et la routine UVARM pour le critère. Comme application, des simulations de tests rhéologiques avec des chargements directs et séquentiels ont été réalisées afin de montrer simultanément les phénomènes de transition liés au changement de trajets de déformation et ceux relatifs à l’endommagement. Enfin, des CLF à localisation ont été tracées pour différents trajets de déformation.