Partie sur la simulation numérique

Mise en place du calcul :

Nous avons utilisé Catia pour modéliser la pièce. (Voir le plan Catia de la pièce). Nous avons ensuite modélisé les outils nécessaires à la réalisation du forgeage. Puis nous avons utilisé le logiciel forge 2005 pour la simulation. En prenant en compte les bavures, nous avons pris un lopin d’un rayon de 30mm et d’une hauteur 79mm. Commentaire sur le fichier de mise en données et équation de la loi rhéologique :

- Tout d’abord nous trouvons les caractéristique informatique du fichier (type de fichier, nom, dossier, date de création…)

- Puis les caractéristiques du projet forge : nom du projet, nom de la simulation (2D_Forgeage_a_chaud), le nombre de processeur.

- Les noms des fichiers créés : - Le système d’unité utilisé : MM-MPA-SI - Caractéristique rhéologique du lopin : matériel (Alu99), équation de la loi rhéologique :

Avec A1=250.67891, m1=-0.00499, m2=0.12638, m3=0.13513, m4=-0.00525, m5=m6=m7=m8=m9=0.

- Les caractéristiques des outils : coefficient de frottement (mbarre = 4.500000e-01) - Les caractéristiques thermiques : température initial du lopin (500°C), des outils

(200°C), densité, conductivité, coefficient de diffusivité… - Données dur l’incrémentation - Choix presse : temps d’attente, nombre de passe (ici un pour la presse hydrolique)…

Commentaire sur le champ des vitesses :

Au début du forgeage, le champ des vecteurs vitesses s’oriente vers le bas (c’est l’outil supérieur qui est en mouvement), mais la matière tend à aller vers l’extérieur d’où l’angle entre les vecteurs et l’axe vertical. La vitesse est maximal au niveau de l’outil supérieur (20 mm/s : vitesse de l’outil) et minimal au niveau de l’outil inférieur (environ zéro).

Nous voyons l’évolution des vecteurs vitesses qui décrivent une courbe logarithmique. Les vecteurs deviennent horizontaux et leur norme augmente. Nous observons que lors de la création de la bavure, la vitesse maximum passe à 325 mm/s alors qu’avant, durant le forgeage, la vitesse varie très peu (de 20 mm/s à 30 mm/s)

Commentaire sur les efforts :

Lors du contact entre les outils et le lopin, la pression maximale est de 22 Mpa.

Au bout d’une seconde

Au bout de 2 secondes Au bout de 3 secondes

Nous voyons l’évolution de la pression qui est maximal au centre du lopin. Avant la création de la bavure, la pression maximale est de 185 Mpa.

Nous voyons que la pression des outils a été suffisante pour que tout l’espace soit rempli. A la fin du forgeage, la pression maximale au centre du lopin est de 474 Mpa. Le lopin a bien été dimensionné car la bavure ne rempli pas entièrement son logement.

Commentaire sur les déformations :

Déplacement suivant X Déplacement suivant Z

Le lopin de rayon 30 mm se déforme suivant X C’est au centre du lopin que les déplacements sont pour donner la forme de la pièce avec ses rayons les plus importants (73 mm = déplacement total de de 60 mm. la matrice)

Nous pouvons observer la direction des vecteurs de déplacement qui reste sensiblement la même tout au long du forgeage de la pièce. Leur norme augmente au cours du temps pour atteindre un déplacement maximal au centre du lopin de 73 mm.

Evolution de la température

Lopin à l’état initial (dimension R=30mm Après 1 seconde, la température du L=79mm) centre du lopin est toujours à 500°C mais les paroi en contact avec les outils (T° = 200 °C) sont à 410°C.

Après 2 secondes, la température commence Après 3 secondes, la température des A diminuer à l’intérieur du lopin surfaces en contact avec les outils sont à 400°C.

En fin de forgeage (au bout de 4.5 secondes), la température dans la bavure est à 450°C. La température des surfaces en contact avec les outils est d’environ 350°C. La température au centre du lopin est d’environ 390°C. La température de la pièce a diminué de 20% environ durant les 4,5 secondes.