Experimental process development and aerospace alloy formability studies for hydroforming

Abstract

Dans le procédé d’hydroformage, la pression d’un fluide est utilisée pour déformer plastiquement un tube paroi mince à l’intérieur d’une matrice fermée afin de remplir la cavité de la matrice. L’hydroformage des tubes possède de nombreux avantages qui rendent ce procédé très intéressant pour plusieurs industries telles que l’automobile et l’aérospatiale. Mais, à cause de différents facteurs tels que la formabilité des matériaux, l’ordre et les séquences du chargement (force de compression axiale et pression interne pendant le procédé), la géométrie de l’outil et la friction, c’est un procédé de mise en forme assez complexe. Ainsi, la simulation par éléments finis combinée à des méthodes d’optimisation peuvent réduire significativement le coût de l’approche “Essai – Erreur” utilisée dans les méthodes conventionnelles de mise en forme. Dans ce mémoire, pour étudier les effets de différent paramètres tels que les conditions de friction, l’épaisseur du tube et la compression axiale sur la pièce finale, des essais d’hydroformage de tube ont été menés en utilisant une matrice de forme ronde à carrée. Les expériences ont été effectuées sur des tubes d’acier inoxydable 321 de 50.8 mm (2 in) de diamètre et deux différentes épaisseurs ; 0.9 mm et 1.2 mm. L’historique du chargement a été enregistré avec le système d’acquisition de la presse. Un système de mesure de déformation automatique, Argus, a été utilisé pour mesurer les déformations sur les tubes hydroformés. Les données collectées à partir des essais initiaux ont été utilisées pour comparer avec les simulations. Le procédé a été simulé et optimisé à partir des logiciels Ls-Dyna et Ls-Opt, respectivement. Les variations de déformations et d’épaisseurs mesurées à partir des expériences ont été comparées aux résultats de la simulation par éléments finis dans les zones critiques. La comparaison des résultats de la simulation et des expériences sont en bon accord indiquant que l’approche peut être utilisée pour prédire la forme finale et les variations d’épaisseurs de pièces hydroformées pour des applications aérospatiales.

Date	18 Dec 2013
Original language	American English
Awarding Institution	École de technologie supérieure
Supervisor	Henri Champliaud (Supervisor) & Javad Gholipour Baradari (Co-supervisor)