Hybrid modelling of the local friction at the tool-chip interface in metals alloys cutting. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2010

Hybrid modelling of the local friction at the tool-chip interface in metals alloys cutting.

Modélisation hybride du frottement local à l'interface outil-copeau en usinage des alliages métalliques

(1)
1

Abstract

In this research work, a hybrid (analytical-numerical) approach has been performed in machining of metallic alloys. The thermomechanical model of material flow in the primary shear zone, the tool-chip contact length and the sticking and sliding contact parts have been obtained by an analytical approach. The numerical analysis has been introduced in order to solve the non linear thermal problem on the chip using Finite Element Method. The sticking and sliding zones have been taking into account considering a velocity field in accordance with experimental observations. It has been shown that the coexistence of a sticking and sliding contacts strongly influence the state of stresses and temperature distribution at the tool-chip interface. The proposed approach allows analyzing with a small computation time, the effect of machining parameters (cutting conditions, tool geometry, etc.) on the tribological behaviour of the contact. A relationship between the apparent friction coefficient (obtained by experimental data), the local friction coefficient and the thermomechanical behaviour has been established through a new physical friction law.
Dans ce travail de thèse, une approche hybride (analytique-numérique) a été développée dans le cas de l'usinage des alliages métalliques. La modélisation thermomécanique de l'écoulement du matériau dans la zone de cisaillement primaire, la longueur de contact outil-copeau ainsi que les dimensions des zones de contact collant et glissant ont été obtenues via une approche analytique. L'approche numérique a été introduite pour résoudre le problème thermique non linéaire dans le copeau à l'aide de la méthode des éléments finis. Les zones de contact collant et glissant à l'interface ont été prises en compte en considérant un champ de vitesses conforme aux observations expérimentales. Il a été montré dans cette étude que la coexistence d'un contact collant-glissant influence considérablement l'état de contraintes et la distribution de la température à l'interface outil-copeau. La nature hybride de l'approche proposée permet d'analyser, avec un faible temps de calcul, l'effet des différents paramètres d'usinage (conditions de coupe, paramètres matériaux, géométrie d'outils, etc.) sur le comportement tribologique dans le contact. Enfin, l'approche hybride développée dans le cadre de cette thèse a permis de mettre en place une loi de frottement physique évolutive mettant en relation le frottement apparent mesuré expérimentalement, le frottement local et le comportement thermomécanique du matériau usiné.
Fichier principal
Vignette du fichier
S_BAHI.pdf (5.92 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

pastel-00602396 , version 1 (22-06-2011)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00602396 , version 1

Cite

Bahi Mohamed Slim. Modélisation hybride du frottement local à l'interface outil-copeau en usinage des alliages métalliques. Génie mécanique [physics.class-ph]. Arts et Métiers ParisTech, 2010. Français. ⟨NNT : 2010ENAM0041⟩. ⟨pastel-00602396⟩

Collections

PASTEL PARISTECH
785 View
1611 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More