Étude numérique du soudage par impulsion magnétique /

Abstract

Cette thèse traite de la simulation numérique du processus de soudage par impulsion magné-tique. Le but est de pouvoir prédire la soudabilité d'un essai. Une première partie permet de se familiariser avec le procédé et une recherche bibliographique est présentée. Le soudage par explosion sert de comparatif pour dégager les critères de soudabilité, tandis que les études numériques sur le formage par impulsion magnétique permettent une première approche de la modélisation par le couplage séquentiel. La seconde section traite de la simulation électromagnétique dans ANSYS, simulation qui part d'un courant imposé dans une bobine pour arriver au calcul des forces de Lorentz qui vont propulser le tube extérieur sur le tube intérieur, tout deux placés de façon concentrique dans la bobine. Le modèle développé est vérifié et une étude de sensibilité des paramètres matériau et de dispositif est menée. Dans la troisième partie le modèle mécanique est développé dans ABAQUS/Explicit et les différentes opportunités de couplage ainsi que les nombreuses difficultés présentées. Par un couplage séquentiel, un outil de simulation du formage a été codé et par couplage séquentiello-faible, l'outil de simulation du soudage. Enfin une dernière partie permet d'exploiter l'outil numérique pour optimiser les essais ; l'analyse est faite selon 3 critères : vitesse d'impact, vitesse de collision et angle d'impact. Dans un premier temps, une étude de sensibilité rend compte des tendances des influences des divers paramètres ; ensuite un cas concret fictif est pris et une méthode est mise en place pour optimiser les paramètres que l'utilisateur choisira afin de parvenie au meilleur cordon de soudure. Magnetic Pulse Welding numerical study SummaryThis thesis deals with numerical simulation of magnetic pulse welding. The goal is to be able to predict if welding will occur or not. In a first part, one gains knowledge with the process and a state of art is presented. Explosive welding is used for comparison to bring out the welding criteria while numerical study on magnetic pulse forming gives a first approach of modeling with a sequential coupling. The second section deals with electromagnetic modeling with ANSYS. This simulation starts with an imposed current in a coil and ends with the computation of the Lorentz force that will propel the exterior tube on the interior one. Both tubes are collinearly put in the coil. The developed model is validated and a sensibility study of the material and device is made. In a third part, the mechanical model is developed with ABAQUS/Explicit and the various opportunities and numerous difficulties presented. A tool for simulation of the forming with sequential coupling and a tool for simulation of the welding with sequentiallo-weak coupling is proposed. Finally, in the last part, the numerical tool is used to optimize test. Analysis is done by 3 criteria : impact speed, collision speed and collision angle. First, the trend of the parameters influence is examined. Then, an imaginary concreted example is used ...