Sujet de stage - Cemef
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Sujet de stage Contexte et objectifs du stage Modélisation de la refermeture de porosités en mise en forme à chaud La ductilité est l’une des caractéristiques primordiale en mise en forme. Cette ductilité dépend de la microstructure des matériaux étudiés, et le taux de porosités y joue un rôle prépondérant. C’est dans ce contexte que nous avons monté un consortium industriel sur une problématique transversale liée à la “Modélisation de la refermeture de porosités” dans le cadre de la thèse CicaPoro (Michel Saby, 2010 – 2013) puis CicaPoro2 (Abdelouahed Chbihi, 2014-2017). Les pièces brutes, obtenues par fonderie, ou par coulée continue présentent souvent un taux de porosités non négligeable. Des procédés de mise en forme à chaud (forgeage, laminage...) sont alors utilisés pour refermer ces porosités. Il est malheureusement difficile de savoir quel taux de déformation appliquer pour refermer complètement ces porosités. Les deux projets CicaPoro puis CicaPoro2 ont permis de développer un modèle de refermeture de porosités grâce à une série de modélisations sur volumes élémentaires représentatifs (VER). B Mines ParisTech CEMEF rue Claude Daunesse CS 10207 06904 Sophia Antipolis, France [email protected] [email protected] [email protected] +33 (0)4 93 95 75 94 Pour cette raison, des connaissances préliminaires de Python ou bien d’un langage script (Matlab, R, etc) représenteront un atout pour le candidat. Si le temps le permet, le modèle à champ moyen sera appliqué à des configurations industrielles réalistes où nous essaierons d’optimiser la gamme de mise en forme multi-passes de manière à accélérer la refermeture des porosités. Partenaires Le modèle proposé est particulièrement riche puisque, contrairement aux modèles existants, il prend en compte non seulement l’état de contrainte et de déformation, mais aussi la forme de la porosité et son orientation par rapport à la direction principale d’écrasement. Il s’agit également du premier modèle tensoriel proposé et qui prédit donc l’évolution de la forme et de l’orientation de la porosité en plus de son volume. Mots-clés Travaux attendus Le modèle tensoriel a été défini et validé sur un ensemble de configurations. Ce modèle est décrit par une fonction mathématique définissant l’évolution de chaque terme de la matrice d’inertie représentant la porosité en fonction de : l’état de contrainte, la déformation équivalente, la forme de la porosité, l’orientation de la porosité par rapport à la direction d’écrasement principale. Cette fonction mathématique peut prendre de nombreuses formes. Plus elle sera riche, et plus elle sera à même de représenter précisément la refermeture de porosités en conditions industrielles, mais plus elle nécessitera également de paramètres à identifier. L’objectif du stage est d’analyser différentes fonctions de refermeture de porosités de manière à trouver le meilleur compromis entre précision et faible nombre de paramètres. Les calculs sont réalisés à l’aide du logiciel éléments finis Forge. Le modèle, dit à champ moyen, est comparé à des simulations représentant les porosités de manière explicite (modèle à champ complet). Ce modèle à champ moyen est optimisé à l’aide d’une librairie d’optimisation écrite sur Python. Referemeture de porosités – Modélisation multi-échelle – Optimisation multi-objectif – Analyse inverse. Compétences recherchées Python – Méthode éléments finis – Analyse inverse. Lieu Le stage sera effectuée au laboratoire Cemef de l’Ecole des Mines de Paris à Sophia-Antipolis. Equipe et type de projet Le stagiaire travaillera au sein du Pôle CMP (Computational Mechanics & Physics) et plus spécifiquement dans le groupe de recherche MSM (Multi-Scale Modeling). Ce stage, d’une durée de 4 à 6 mois, s’adresse à un étudiant en fin de 2nd Cycle (Dernière année d’école d’ingénieur ou Master M2R) désireux d’appliquer ses connaissances en modélisation et en mécanique à un cas industriel concret.
