Le développement de modèles de coupe pour des procédés complexes passe par une compréhension fine des phénomènes rencontrés dans le processus de séparation de la matière. Les verrous scientifiques essentiels permettant de développer un modèle élémentaire fiable résident dans la détermination des lois de comportement du matériau et de frottement aux interfaces. La validation des résultats obtenus par simulation numérique ou semi-analytiques par la voie expérimentale aux échelles locales (mesure de champs cinématiques, de champs de température) constituent également une partie de ces recherches. Une nouvelle loi de comportement (loi TANH) capable de prédire les différents types de copeaux sur une gamme de vitesses de coupe assez large a été développé. La première étape consiste à valider la simulation numérique avec des résultats macroscopiques, mais il parait primordial de réaliser une validation par des mesures de champs cinématiques locaux. Pour cela, nous mettons en place des essais pour mesurer les champs de déformations et thermiques locaux pour une configuration élémentaire d’usinage des matériaux métalliques.

La loi de comportement développée constitue un premier pas vers la modélisation des mécanismes physiques induits par la coupe dans le matériau. Une approche basée sur la mécanique des milieux continus (théorie du second gradient) et des théories sur la plasticité de dernière génération permettront de développer des lois de comportement liées directement aux dislocations et donc aux déformations plastiques de rotation. Elles intègreront alors la notion de moments de coupe identifiés par nos moyens de métrologie mais également la notion d'histoire du matériau au travers de l'accumulation des dislocations.

 

Partenariats et soutiens : Department of Engineering Sciences and Mathematics - Luleå University of Technology (Suède), LAMPA, Manuf'21