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Theses Year : 2005

Optimisation of the bending process of high strength low alloy sheet mtetal

Optimisation du procédé de pliage sur presses de pièces en tôles à haute limite d'élasticité

Riadh Bahloul
  • Function : Author

Abstract

Anchorage parts for automobile safety belts and other safety parts must resist shock loadings without breaking. They are typically made from High Strength Low Alloy sheet metal and fabricated by blanking and bending operations. The study of their behaviour during fabrication and their resulting mechanical properties has been studied experimentally and numerically. The experimental results were used to validate the numerical simulation. The resulting material damage is taken into by user subroutines in the Abaqus Standard finite element code. Damage is one of the objective functions intervening in the shape optimisation of the safety parts as well as the optimisation of the bending process. This study is based on the use of "the design of experiments technique", the approximated representation by response surfaces and the use of artificial neural networks. The objective functions represent the maximum punch loads, the maximum stresses and maximum damage during the bending operation. For unbending operations, representative of dynamic choc loadings, the objective functions are again the maximum unbending load, the maximum stresses and maximum damage. The optimisation is done by the moving least square method, evolution strategies and a global calculation method. The parameters that represent the die radius and the clearance between the sheet and tool are optimised with the objective to obtain the most resistant safety part possible.
Les ferrures d'ancrage sont des pièces de sécurité automobile qui doivent résister à des chocs éventuels sans se rompre. Elles sont issues de tôles en acier à Haute Limite Elastique et mises en forme par découpage et pliage. L'étude de leur comportement lors de leur fabrication et des qualités mécaniques qui en résulte a été conduite de manière expérimentale et numérique avec confrontation des résultats pour valider la simulation. L'endommagement apporté au matériau est pris en compte dans les routines utilisateur du code EF Abaqus Standard. C'est une des fonctions objectives intervenant dans l'optimisation de la forme des attaches ainsi que dans l'optimisation du procédé de pliage. Les études sont basées sur des plans d'expériences des représentations approchées par surfaces de réponse et la mise en oeuvre d'un réseau de neurones artificiels. Les fonctions objectives sont les efforts exercés sur le poinçon, les contraintes et le dommage lors de l'opération de pliage. Dans les opérations de dépliage figurant le choc dynamique, les fonctions objectives sont l'effort maximal de dépliage, les contraintes et le dommage. La recherche des optima est faite par la méthode des éléments diffus, les stratégies d'évolution et un calcul global. Les paramètres rayon de matrice et jeu entre la tôle et l'outillage sont optimisés en vue de fournir une pièce la plus résistante possible.
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Dates and versions

pastel-00001709 , version 1 (24-04-2006)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00001709 , version 1

Cite

Riadh Bahloul. Optimisation of the bending process of high strength low alloy sheet mtetal. Engineering Sciences [physics]. Arts et Métiers ParisTech, 2005. English. ⟨NNT : 2005ENAM0031⟩. ⟨pastel-00001709⟩

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