Stratégies numériques pour la modélisation des procédés de fabrication - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2011

Computational stragegies for manufacturing processes modeling

Stratégies numériques pour la modélisation des procédés de fabrication

Katia Mocellin

Résumé

Modeling of manufacturing processes has been deeply studied and computational methods and softwares are now able to deal with difficult scientific problems coming from complex industrial issues. However research teams are still very active in this domain and my research works aim at improving CPU time resulting from increasing size of the models and complexity of phenomena linked with coupled multiphysics events. My research work are organised over four main points: Development of explicit numerical formulations for linear tetrahedron elements, decrease of CPU time for solving big linear systems, computational approaches to deal with multidomain problems and finally multiphysics coupling in forming processes.
Ce travail de thèse se situait dans le cadre de la modélisation numérique par éléments finis du procédé de forgeage à chaud des métaux. Il avait pour but de progresser sur deux verrous dans le cadre de la modélisation numérique 3-D des procédés de forgeage : o des problèmes de précision sur la surface de contact entre la pièce et l'outil o un temps de calcul élevé. Dans la première partie, le problème du contact unilatéral a été étudié. En partant de la méthode de pénalisation existant, l'algorithme de contact a été amélioré par la mise en place d'un algorithme implicite. Ces développements ont été validés sur plusieurs cas de forgeage où l'on montre l'apport du nouvel algorithme en terme de précision de gestion de la surface entre la pièce et l'outil. Dans la seconde partie, on a traité du problème de temps de calcul. Malgré la mise en place d'une méthode de calcul parallèle les délais de calcul pour une simulation tridimensionnelle restaient très élevés. Nos travaux ont donc consisté à remplacer le solveur de type résidu minimal implémenté dans Forge 3 par une méthode asymptotiquement optimale basée sur l'utilisation de multigrilles. Nous avons développé une méthode originale utilisant la méthode de résidu minimal comme lisseur et une méthode de raffinement de maillage pour la construction des différents niveaux. Nous avons optimisé cet algorithme en introduisant en particulier un préconditionneur utilisant une factorisation de Crout incomplète pour les résolutions grille grossière. Les résultats obtenus en bigrille sur différents cas de forgeage sont excellents et les quelques résultats sur un calcul avec trois niveaux de maillage sont très encourageants.
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Dates et versions

tel-00931202 , version 1 (15-01-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00931202 , version 1

Citer

Katia Mocellin. Stratégies numériques pour la modélisation des procédés de fabrication. Matériaux. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis; Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. ⟨tel-00931202⟩
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