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Prise en compte du rôle des inclusions non métalliques dans le comportement anisotrope en fatigue d’aciers forgés; Effect non-metallic inclusions on the anisotropic fatigue behaviour of forged steel

PESSARD, Etienne; MOREL, Franck; MOREL, Anne
Fonte: EDP Sciences Publicador: EDP Sciences
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L’objectif de cette étude est de proposer un critère de fatigue anisotrope pour le dimensionnement en fatigue de pièces industrielles forgées. Des résultats de différentes campagnes d’essais obtenus sur 3 nuances d’acier laminés sont tout d’abord présentés. Une attention particulière est portée à l’observation et à l’analyse des mécanismes d’amorçage à l’origine du comportement anisotrope en fatigue. Un critère de fatigue probabiliste permettant de tenir compte de la compétition possible entre différents types de mécanismes d’amorçage est ensuite développé. Ce critère permet notamment de tracer un diagramme de type Kitagawa probabiliste.

Conception d'une unité mobile de production pour produit reconfigurable

BENAMA, Youssef; PERRY, Nicolas; ALIX, Thècle
Fonte: Arts et Métiers ParisTech Publicador: Arts et Métiers ParisTech
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Le concept de mobilité de système de production présente une solution pour réduire le coût de production d'un produit fabriqué en série, destiné à plusieurs clients (sites d’implantation du système de production) dont l’utilisation relève d’un site particulier qui se distingue des autres par des caractéristiques spécifiques. Le système de production, par sa mobilité, doit être capable de s'adapter et de répondre aux contraintes des sites d'implantation et aussi de satisfaire aux exigences du produit. Cette communication adresse les problématiques introduites par la notion d'un environnement multisite dans les interactions produit reconfigurable/ systèmes de production mobile. Plusieurs points de vue seront adoptés afin de définir les critères de performance de l’unité mobile de production.

Procédé et machine de fomation de capsules contenant un fluide

DELHAYE, David; CROUE, Jean-Baptiste; BASTIEN, Antoine; BIGOT, Regis
Fonte: Arts et Métiers ParisTech Publicador: Arts et Métiers ParisTech
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Selon un procédé de fabrication de capsules (16) contenant un fluide, procède par pas aux étapes suivantes; réception de deux pans (11, 12) de film (1) thermoplastique, chaque pan (11, 12) comportant au moins une colonne (14a, 14b, 14c, 14d) de cavités (10) formées; rapprochement des deux pans (11, 12) pour mettre en correspondance les cavités (10) respectives de chaque pan et placage des pans (11, 12) par des paires de barres (301, 302, 303) qui pincent successivement les pans (11, 12) de part et d'autre des paires de colonnes de cavités (10), remplissage de la poche délimitée entre deux paires de barres (301, 302, 303) par le fluide pour remplir les cavités (10); soudure des pans (11, 12) autour des cavités (10) pour former les capsules (16). Machine mettant en œuvre le procédé

Démarche pour le choix et/ou la conception d’un moyen de soudage par FSW

ZIMMER, Sandra; LANGLOIS, Laurent; LAYE, Julien; GOUSSAIN, Jean-Claude; MARTIN, Patrick; BIGOT, Régis
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Les travaux de recherches présentés concernent l'industrialisation du procédé de soudage par friction malaxage, également appelé Friction Stir Welding (FSW). L'objectif est de fournir des outils aux industriels pour choisir et qualifier une machine pour leurs applications de FSW. Cet article présente une méthodologie pour qualifier et / ou concevoir les moyens de soudage adaptés à une application donnée. La démarche de qualification repose sur l’étude géométrique des pièces et sur l’analyse des actions mécaniques transmises par l’outil au travers les domaines de soudabilités. La démarche globale est présentée à l’aide du formalisme IDEF0.; The objective of the presented research work is the industrialization of the friction stir welding process in order to provide tools to industrials to select and qualify a means of production for their FSW applications. This paper presents a methodology to determine the Friction Stir Welding means of production adequate to an application. The methodology is based on the analysis of the workpiece geometries and the analysis of the process forces and torqus generated during welding through the determination of the process windows. In this paper, the means of production determination method is presented thanks the IDEF0 formalism.

Potentiel du FSW pour la conception et réalisation de pièces moulées multimatériaux de forme complexe; Application aux pièces en alliages d’aluminium moulés

ZIMMER-CHEVRET, Sandra; LANGLOIS, Laurent; LAYE, Julien; GOUSSAIN, Jean-Claude; GUYOMARD, Claude; MARTIN, Patrick; BIGOT, Régis
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Le soudage par friction malaxage (FSW) est un procédé de soudage de proche en proche à l’état solide. Ceci permet d’éviter la formation de certains défauts apparaissant lors de la solidification en soudage par fusion comme les fissures à chaud ou les soufflures. Dans le cas des alliages d’aluminium, ceci offre de grandes possibilités comme le soudage des alliages des séries 2000 (Al-Cu) et 7000 (Al-Zn) ainsi que les alliages de fonderie. En FSW, l’énergie de soudage est produite par le travail de l’interaction mécanique entre un outil et les pièces à assembler. La matière localement malaxée doit rester confinée autour de l’outil. Ces deux derniers points vont contraindre la conception des pièces à assembler et la gamme de soudage. Cet article présente les premiers résultats d’une étude du potentiel du FSW pour la réalisation de pièce de forme complexe, traditionnellement obtenue en fonderie. Ce travail n’aborde pas la reconception de produit mais traite des gammes de fabrication et de soudage en mettant en évidence les avantages et contraintes du procédé. Une démarche de conception de la gamme de soudage est proposée.

Etude des tolérances du procédé vis-à-vis des défauts de position et d’orientation de l’outil pour la robotisation du FSW

ZIMMER-CHEVRET, Sandra; LANGLOIS, Laurent; HATSCH, Jonathan; JEMAL, Nejah; ABBA, Gabriel; BIGOT, Régis
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Le FSW est un procédé de soudage innovant ayant démontré son aptitude à être industrialisé pour le soudage des alliages d’aluminiums. Afin de réduire les coûts d’investissement liés à l’achat de la machine et offrir une flexibilité en termes d’applications soudables, la robotisation du procédé apparait comme une opportunité. Les robots poly-articulés remplissent ces critères mais sous l’action des efforts de soudage appliqués sur l’outil, leur structure fléchit. Ceci conduit à une déviation de la position de l’outil par rapport à la trajectoire nominale. L’étude proposée porte sur l’analyse des tolérances du procédé FSW vis-à-vis des défauts de suivi de trajectoire. Une étude expérimentale est présentée pour évaluer l’influence du défaut d’inclinaison angulaire de l’outil sur la qualité de la soudure, l’évolution du couple et l’effort d’avance. L’intérêt est de cerner l’impact d’une désorientation sur le torseur des actions mécaniques qui peut survenir avec un robot polyarticulé.; Friction Stir Welding (FSW) is an innovative welding process increasingly used by industry for the welding of aluminum alloys. In order to reduce the high investment costs of a dedicated FSW’s machine and in order to offer more flexibility to weld complex geometry...

Influence de la vitesse de mise en forme et du cycle de chauffe sur le thixoforgeage des aciers

BECKER, Eric; CEZARD, Pierre; MATHIEU, Stéphane; BIGOT, Régis; LANGLOIS, Laurent
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Analyse l’influence de la vitesse du coulisseau et de la température du lopin (fraction liquide) sur le comportement de l’acier à l’état semi-solide en utilisant un nouvel outillage de filage direct monté sur une presse hydraulique. Cette nouvelle conception évite la décélération du vérin rapide pendant la mise en forme. Il permet donc des essais à vitesse constante. Ce travail s’intéresse également à l’écoulement de la matière dans le cas du thixoforgeage de l’acier et montre l’importance d’un couplage entre la température initiale et la vitesse de déformation. Les différentes conditions permettant d’avoir un écoulement homogène et continu, avec un effort de mise en forme faible, sont étudiées et présentées.; This paper analyses the influence of two parameters (tool axis speed and billet temperature) on semi-solid steel alloy behaviour. A new design of direct filling tool is proposed and adapted on hydraulic press. This concept avoids the speed decrease during forming process. This works shows thermal exchange influence in thixoforging process in function speed raw and initial temperature inside the billet by analysis forming loads and part geometries.

Proposition d'un modèle d'interface proactif entre ingénierie de produit et de procédés de fabrication : application au grenaillage de mise en forme

ROUCOULES, Lionel; ELGUEDER, Jawhar; ROUHAUD, Emmanuelle
Fonte: Arts et Métiers ParisTech Publicador: Arts et Métiers ParisTech
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Pas de résumé

Identification produit-procédés pour une conception proactive: application à la fonderie

MARTIN, Lionel; ROUCOULES, Lionel
Fonte: Congrès Français de Mécanique Publicador: Congrès Français de Mécanique
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Cette communication propose une démarche d’identification des liens produit-procédés basée sur des simulations numériques des procédés de fabrication dans le cas de procédés de fonderie. Ces identifications seront utilisées dans une approche DFM proactive afin de faire émerger les informations du produit (et sa géométrie) à partir de la définition des alternatives de gamme de fabrication. L’outil DFM proposé fait partie des applications données aux métiers, ici la fonderie, pour faire évoluer la représentation du produit.

Identification de lois de comportement représentatives des conditions d’usinage pour des alliages de titane à différentes teneurs alpha/beta

GERMAIN, Guénaël; AYED, Yessine; BRAHAM-BOUCHNAK, Tarek; MOREL, Anne
Fonte: Congrès Français de Mécanique Publicador: Congrès Français de Mécanique
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Determining a material constitutive law which is representative of the extreme conditions found in the cutting zone during machining operations is a very challenging problem. In this study, dynamic shear tests, which reproduce, as faithfully as possible, these conditions in terms of strain, strain rate and temperature, have been developed using hat-shaped specimens. The objective was to identify the parameters of a Johnson-Cook material behaviour model by an inverse method for three titanium alloys: Ti6Al4V, Ti555-3 and Ti17. In order to be as representative as possible of the experimental results, the parameters of the Johnson-Cook model were not considered to be constant over the total range of the strain rate and temperature investigated. This reflects a change in the mechanisms governing the deformation. The shear zones observed in hat-shaped specimens were analysed and compared to those produced in chips during conventional machining for both materials. It is concluded that, in the Ti555-3 alloy, the proportion of alpha-phase greatly reduces in high strain-rate zones.

Étude micromécanique de l’influence de défauts sur la tenue en fatigue à grand nombre de cycles

GUERCHAIS, Raphael; SAINTIER, Nicolas; MOREL, Franck; ROBERT, Camille
Fonte: Congrès Français de mécanique Publicador: Congrès Français de mécanique
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The aim of this study is to analyse the influence of micro-notches on the fatigue behaviour of an electrolytic copper using finite element simulations of polycrystalline aggregates. In these simulations, in which the grains are explicitly modelled, the anisotropic behavior of each FCC crystal is described by the generalized Hooke’s law with a cubic elasticity tensor and by a single crystal visco-plastic model. The numerical analysis is done using several smooth and notched microstructures. The cyclic mechanical responses of the grains are then studied for different defect sizes and the ability of three fatigue criteria to predict the defect size effect on the fatigue strength is evaluated thanks to the comparison with experimental data.

Une application à l’usage du bois en conception de produit

GARDAN, Julien; ROUCOULES, Lionel
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Le matériau bois comporte différents avantages qui sont transposables à différents dérivés permettant d’introduire un matériau durable, parfaitement intégré au cycle de vie d’un produit. Notre étude consiste à appliquer une méthodologie DFM couplée au prototypage rapide à base de particules bois, tout en associant les besoins spécifiques du “grand public” dans la réalisation d’un produit personnalisé. L’article montre donc comment les nouveaux outils de communication permettent d’associer les consommateurs au processus de conception et comment les procédés de prototypage permettent une fabrication directe d’un produit.

Effets des échanges thermiques sur l'écoulement de l'alliage semi-solide mis en forme par thixoextrusion

BECKER, Eric; GU, Guochao; LANGLOIS, Laurent; PESCI, Raphaël; BIGOT, Régis
Fonte: Association Française de Mécanique Publicador: Association Française de Mécanique
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Le comportement d’un alliage mis en forme à l’état semi-solide n’est toujours pas bien compris. Afin d’établir l'influence de différents paramètres sur l'écoulement de la matière, un processus de thixoextrusion expérimental a été réalisé sur un acier. Les effets de la température initiale du lopin et de l’outillage, de la vitesse de mise en forme et de la présence d'une couche de Ceraspray® à l'interface de l'outil et du lopin ont été étudiés par des expériences et confrontés à la simulation.; Semi-solid processing is an innovative technology for near net-shape production of components, where the metallic alloys are processed in the semi-solid state. Taking advantage of the thixotropic behavior of alloys in the semi-solid state, significant progress has been made in semi-solid processing. However, the consequences of such behavior on the flow during thixoforming are still not completely understood. To explore and better understand the influence of the different parameters on material flow during thixoextrusion process, thixoextrusion experiments were performed using the low carbon steel C38. The billet was partially melted at high solid fraction. Effects of various process parameters including the initial billet temperature...

Prototypage rapide, généralités

DUBOIS, Patrice; AOUSSAT, Améziane; DUCHAMP, Robert
Fonte: Techniques de l’Ingénieur Publicador: Techniques de l’Ingénieur
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Mondialisation des marchés, concurrence de plus en plus vive, réactivité de plus en plus grande de la part des entreprises... Dans ce contexte, une entreprise qui souhaite conserver et/ou acquérir de nouvelles parts de marché doit : — maîtriser ses coûts ; — améliorer la qualité des produits et des études ; — réduire ses délais de développement. Pour répondre à ces critères essentiels de réussite, les entreprises ont dû adapter leur processus de conception, mais aussi tenir compte de l’émergence de nouvelles technologies. Ainsi, il devient crucial pour les entreprises de disposer d’outils permettant de matérialiser rapidement les produits en cours de développement, afin de détecter au plus tôt les erreurs de conception, de tester et de valider par l’ensemble des acteurs les différentes solutions techniques retenues. C’est le champ de recherche du prototypage rapide.

L’analyse des phénomènes physiques, éléments essentiels vers la résolution de problèmes industriels

NADEAU, Jean-Pierre; PAILHES, Jérôme
Fonte: Congrès Français de Mécanique (18; 2007; Grenoble) Publicador: Congrès Français de Mécanique (18; 2007; Grenoble)
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In this paper, we present the different elements of connection between users requirements and physical phenomena created during the use of products. We propose a structured methodology which goes from the analysis of the significant moments until the identification of the appreciation criteria of the user and design variables necessary to the product definition. The time decomposition of the product use in significant moments makes it possible to identify all actions realized by the user, to extract the physical effects and to qualify them in term of relevance. The methodological tools ensure the exhaustiveness of the analysis, to define the physical sizes associated with the criteria and the design variables as well as the relations between the criteria and design variables. Then we can take into account users requirements during preliminary design phase. This methodology is applied to the integration of the user requirements at the time of the opening for a telephone foldable.

Modélisation des processus d’innovation en PME

CHRISTOFOL, Hervé; CORSI, Patrick; CRUBLEAU, Pascal; DELAMARRE, Anthony; SAMIER, Henri
Fonte: Congrès International de Génie Industriel Publicador: Congrès International de Génie Industriel
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Abstract – Innovation is a complex process more than one way. The organization of the preliminary phases of innovation projects mobilizing interdisciplinary teams that implement a variety of methods. The authors' research led them to propose fruitful links between a selection of tools and methods to model the process and provide a relevant and efficient organization with the objectives and constraints of SMEs. The aim of this paper is to present several virtuous loops within the process that generates knowledge and skills to develop innovative practices. Résumé - L’innovation est un processus complexe a plus d’un titre. L’organisation des phases amont des projets d’innovation mobilise des équipes interdisciplinaires qui mettent en oeuvre une multitude de méthodes. Les travaux de recherche des auteurs les ont conduits à proposer des liens féconds entre une sélection d’outils et de méthodes afin de modéliser les processus et proposer une organisation pertinente et efficiente par rapport aux objectifs et aux contraintes des PME. L’objectif de cet article est de présenter plusieurs boucles vertueuses au sein de ce processus qui génère des connaissances et fond évoluer les compétences te les pratiques.

La méthode I²I « pour l’utilité » : fondements et application à la conception d’une application de réalité virtuelle

LOUP-ESCANDE, Emilie; BURKHARDT, Jean-Marie; CHRISTOFOL, Hervé; CHRISTMANN, Olivier; RICHIR, Simon
Fonte: Congrès International de Génie Industriel Publicador: Congrès International de Génie Industriel
EN
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Résumé - Dans cet article, il est question de décrire une méthode de conception d’artefacts issus des technologies émergentes telle la réalité virtuelle. Partant du constat que la phase d’identification des besoins n’est pas très détaillée dans les méthodes de l’ingénierie comparativement aux phases de réalisation technique, nous proposons d’améliorer une méthode d’ingénierie de conception de systèmes de réalité virtuelle : la méthode I²I. Concrètement, nous ajoutons sept étapes à la méthode I²I initiale afin de mieux prendre en compte l’utilisateur dans la conception de systèmes innovants. Ces étapes proposées sur la base de la littérature ont été mises en oeuvre et validées dans le cadre de la conception d’Appli-Viz’3D qui est une application de réalité virtuelle pour l’aide à la conception et à la vente de produits de puériculture. Nous concluons sur les apports et les limites de la méthode proposée, ainsi que sur les perspectives de recherche qui en découlent. Abstract - In this paper, we describe a design method of virtual reality artifacts. We note that the phase of identifying needs is not very detailed in the methods of engineering compared to the phases of technical development. So...

Une méthodologie de conception pour la fabrication additive

RODRIGUE, Hugo; RIVETTE, Mickaël; CALATORU, Victor; RICHIR, Simon
Fonte: Congrès International de Génie Industriel Publicador: Congrès International de Génie Industriel
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Résumé - Les méthodologies de Design for Assembly et de Design for Manufacturing visent à rendre les produits plus faciles à fabriquer et à assembler en se basant sur les caractéristiques des procédés actuels de fabrication, toutefois ces caractéristiques ne s’appliquent plus lorsqu’on prend en compte les nouvelles capacités de la Fabrication Additive. Cet article décrit une méthodologie de conception pour la Fabrication Additive qui guide l’utilisateur vers l’optimisation d’un produit en utilisant les capacités de ces nouveaux procédés de fabrication. La méthodologie proposée est ensuite appliquée à un assemblage mécanique. Abstract – Design for Assembly and Design for Manufacturing methodologies aim to make products easier to manufacture and assemble by basing itself off the characteristics of actual manufacturing processes, however these characteristics aren’t applicable when taking into account the new capabilities of Additive Manufacturing. This article describes a design methodology for Additive Manufacturing which guides the users towards the optimization of a product using the capabilities of these fabrication processes. The proposed methodology is then applied to a mechanical assembly.

Extension des méthodes DFM pour l'industrialisation de produits microélectroniques

SHAHZAD, Muhammad Kashif; TOLLENAERE, Michel; HUBAC, Stéphane; SIADAT, Ali
Fonte: Congrès International de Génie Industriel Publicador: Congrès International de Génie Industriel
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Résumé - L'industrie des semi-conducteurs (SMI) est caractérisée par de rapides évolutions sur une courte période de temps. Pour maîtriser les temps de développement (Time to Market) et les montées en cadence (Time-to-Volume), le DFM (Design for Manufacturing) a été intégré dès 1980 dans les outils de conception en tant que stratégie d'atteinte des objectifs de rendement. DFM est ainsi devenu un standard industriel pour estimer le rendement et la fabricabilité dès la conception. Cet article propose une méthodologie DFM pour inclure les résultats des mesures géométriques en corrélation avec les résultats des tests électriques, capturant les capabilités process liées aux performances des produits. L'étude de cas sur la modélisation d'interconnexion est réalisée chez un industriel de haut rang et une méthodologie destinée à aligner rapidement les modèles sur la cible des spécifications est proposée. Le BPR (business process reengineering) et IDEF0 sont utilisés pour définir les workflows qui accompagne la méthodologie proposée ; un modèle de données est ainsi mis en oeuvre via un outil destiné aux ingénieurs R&D. Abstract – Semiconductor manufacturing industry (SMI) is characterized by the fastest change in smallest period of time; hence to address time-to-market and time-to-volume challenges...

Contraintes et potentialités du procédé innovant FSW pour la reconception de produit

LANGLOIS, Laurent; CROUE, Jean-Baptiste; DELAMEZIERE, Arnaud; MARTIN, Patrick; ZIMMER-CHEVRET, Sandra
Fonte: AIP PRIMECA Publicador: AIP PRIMECA
FR
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Le procédé de soudage FSW est un procédé relativement récent dont le premier brevet date de 1991. Ses principaux avantages proviennent du fait qu’il permet de réaliser des soudures à l’état solide de proche en proche. Ceci lui permet d’assembler des pièces de géométrie complexes dans des alliages difficiles à souder par fusion. Toutefois le principe physique et technologique du procédé est très différent de celui des procédés de soudage par fusion. Notamment, la soudure est obtenue par l’action mécanique d’un outil en interaction avec la matière à souder. Pour évaluer la pertinence et le gain potentiel d’une soudure FSW par rapport à une soudure conventionnelle à l’arc une étape de reconception détaillée des pièces en intégrant les potentialités et lescontraintes du FSW est nécessaire. Dans cet article est présentée une première contribution à la mise en place d’un processus de reconception de produit en intégrant le potentiel du FSW. Ce travail, à partir d’une étude de cas s’appuie sur l’identification des contraintes et des potentiels du FSW et leur intégration dans le processus de fabrication de la pièce et l’évaluation des performances et du coût de la pièce.