Sollicitations thermomécaniques dans un moule en acier inoxydable martensitique moulé au cours du cycle de pressage de verre - IMT Mines Albi-Carmaux Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Thermo-mechanical stresses in cast steel dies during glass pressing process

Sollicitations thermomécaniques dans un moule en acier inoxydable martensitique moulé au cours du cycle de pressage de verre

Résumé

Glass pressing process is a forming process in which a glass gob is squeezed between two tools. The use of cast stainless steel moulds instead of wrought steel allows a decrease of the tooling costs, but the life time of the hollow mould is consequently decreased. The damages usually take place at the triple junction of dendrites. This thesis is a contribution to the improvement of these tools life time. The aim is to determine the thermomechanical loads of the mould during a glass pressing cycle. Two types of loading exist : the thermal stresses caused by the gradient of thermal dilatation caused by the heat transfer at the glass and mould interface and the superficial stresses caused by the flow of the glass along the surface of the die. An instrumentation of an industrial mould has been realized in order to measure the temperatures in the industrial context and inform about the process (time cycle, use temperature…). An inverse method has been used to estimate the heat flux density at the surface of the tool during the cycle. A high strain viscoelastic law is proposed and identified from compression tests with cylindrical glass samples. The industrial forming process is then simulated using this new rheological law in order to determine the normal stresses on the mould while pressing.
Le procédé de pressage de verre consiste à mettre en forme une paraison de verre par écrasement entre deux outils. L'utilisation de moules en acier inoxydable moulé permet une réduction du prix de revient de l'outillage, mais cela s'effectue au détriment de la durée de vie des moules creux qui s'endommagent à partir de défauts de fonderie, des micro-retassures présentes aux points triples des joints inter-dendritiques. Cette thèse est une contribution à l'amélioration de la durée de vie de ces outillages. L'objectif est de déterminer les sollicitations thermomécaniques dans le moule au cours du cycle de pressage de verre Pyrex®. Les sollicitations sont de deux types : les contraintes dues au gradient de dilatation thermique lors du transfert de chaleur du verre au moule et les contraintes de surface générées par l'écoulement du verre. L'instrumentation d'un moule industriel en vue de la mesure in-situ de températures en service fournit des informations sur le procédé (temps de cycle, températures de service…) et permet, par méthode inverse, d'estimer le flux de chaleur reçu ou cédé par le moule au cours du cycle. Une loi viscoélastique en grandes déformations est proposé et identifié à partir d'essais de compression d'échantillons cylindriques de verre. Le procédé industriel de mise en forme est ensuite simulé en utilisant le modèle identifié précédemment dans le but de déterminer les contraintes normales et tangentielles exercées par le verre sur le moule au cours du pressage. Un modèle de comportement est identifié pour prendre en compte l'adoucissement caractéristique des aciers martensitiques lorsqu'ils sont soumis à un chargement mécanique cyclique. Les modèles, mesures et résultats de calculs mentionnés ci-dessus sont enfin utilisés pour calculer l'évolution du champ de contraintes dans le moule au cours du cycle de pressage en tenant compte au mieux des conditions réelles d'utilisation du moule. Cette mise en données est le point de départ d'une étude paramétrique numérique destinée à étudier l'influence des conditions d'utilisation de l'outillage sur les sollicitations thermomécaniques dans le moule.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-04645149 , version 1 (11-07-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04645149 , version 1

Citer

Gilles Dusserre. Sollicitations thermomécaniques dans un moule en acier inoxydable martensitique moulé au cours du cycle de pressage de verre. Matériaux. Université Toulouse 3 Paul Sabatier (1969-..), 2006. Français. ⟨NNT : 2006TOU30216⟩. ⟨tel-04645149⟩
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