Caractérisation mécanique de tubes par gonflement : analyse théorique et simulations numériques par éléments finis

Abstract

Cet article s'intéresse à la détermination des propriétés mécaniques de matériaux sous forme de tubes par l'utilisation du procédé de gonflement.. Une étude comparative est réalisée entre deux modèles : une analyse théorique et un modèle par éléments finis. Le modèle théorique se base sur une analyse géométrique du profil du tube au cours du gonflement, qui est supposé se déformer en formant des arcs de cercle. Une analyse du comportement mécanique complète le modèle théorique, permettant ainsi d'évaluer l'état de contrainte et de déformation, ainsi que l'épaisseur du tube en n'importe quel point du gonflement. On simule par ailleurs sous LS-Dyna 970 le gonflement d'un tube en acier inoxydable 304L. Afin de valider cette étude, une analyse comparative sur plusieurs paramètres est finalement menée : la variation de l'épaisseur du tube au sommet du gonflement au cours de celui-ci, la variation d'épaisseur en fonction de la coordonnée axial Z du tube à la fin du gonflement, et enfin la contrainte de von Mises du tube en fonction de sa déformation plastique.