Modélisation de la découpe des tôles ferromagnétiques. Corrélation entre l'état mécanique et les propriétés magnétiques

by Ben Ismail, Anis

La corrélation entre l’évolution du matériau lors de la découpe des tôles minces et

la dégradation des propriétés magnétiques constitue un point clé dans la conception

des actionneurs électriques. De plus, la mesure des propriétés magnétiques constitue

actuellement un outil de contrôle non destructif en essor dans l’industrie. Dans le cadre

d’un projet sur ce thème, notre travail porte sur le développement d’un outil prédictif

pour établir une corrélation entre le procédé de mise en forme qui est le découpage,

l’état du matériau qui en résulte et les propriétés magnétiques de ce dernier. Cette

étude s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre l’Université de Technologie de

Compiègne, l’Université Laval (Québec, Canada) et le CETIM et elle a été décomposée

en deux parties.

La première partie a été consacrée à l’analyse et à la modélisation de la découpe. En

ce qui concerne les aspects expérimentaux des travaux, des essais de tractions uniaxiale

à différentes vitesses de déformation ont permis de déterminer le comportement

mécanique du matériau et sa sensibilité à la vitesse. Par ailleurs, des essais de poinonnage

et de cisaillage ont été effectués afin d’analyser l’influence de différentes paramètres du procédé tels que le jeu outil-matrice et la cadence (vitesse de découpe /

déformation). En ce qui concerne les aspects numériques, la modélisation par éléments

finis à nécessité l’utilisation de techniques et approches appropriées pour traiter les

multiples non linéarités présentes dans ce genre de problèmes. Dans la deuxième partie

nous nous sommes intéressés à la corrélation entre l’état mécanique du matériau et ses

propriétés magnétique suite a un effet de poinonnage. Pour accéder à des quantités caractéristiques de l’état mécanique du matériau au voisinage du bord découpé, des essais

de nanoindentation ont été combiné à l’identification inverse. Par ailleurs, des mesures

magnétiques menées sur des éprouvettes de traction à différents taux de déformation

ont permis d’établir une courbe d’évolution de la perméabilité magnétique en fonction

de la déformation plastique. La combinaison de ces résultats nous a permis d’établir

une corrélation entre l’état mécanique du matériau, notamment le taux de déformation

plastique, et la dégradation de ses propriétés magnétiques (chute de perméabilité) au

voisinage du bord découpé.