Td procédés construction mécanique dao -Construction Mécaniq
Télécharger PDFTravaux Dirigés : Procédés de Forge
Chapitre 1 : Propriétés des matériaux et essai de traction
Questions
- Qu'est-ce qu'une loi de comportement pour un matériau ?
- Définissez la contrainte d'écoulement.
- Définissez l'écrouissage et décrivez ses avantages et inconvénients.
- Quel est l'effet de la température sur la contrainte d'écoulement ?
Exercice 1
Les résultats d’un essai de traction sur une éprouvette d’acier 1060, de longueur initiale l0 = 100 mm et de diamètre initial d = 12 mm, sont représentés par une courbe de traction.
- Pour un allongement Δl = 9,5 mm, calculez la contrainte appliquée et la déformation totale obtenue.
- Quelle est la valeur du module d'Young E (en GPa) de ce matériau ?
- Quelle est la contrainte d'écoulement σe (en MPa) ?
- Quelle est la résistance à la traction σm (en MPa) ?
- Quelle est la valeur de la déformation permanente A (en %) après rupture de l'éprouvette ?
- Calculez les déformations élastique et plastique lorsque l'éprouvette est soumise à un chargement de 85 kN.
Exercice 2
Les données d'un essai de traction sur un acier inoxydable montrent l'évolution de la force en fonction de l'allongement.
- Calculez la valeur du module d'Young E (en GPa) de ce matériau.
- Déterminez la valeur de la contrainte d'écoulement.
- Déterminez la valeur de la contrainte maximale.
- Pour un allongement Δl = 15 mm, calculez la contrainte appliquée et la déformation totale obtenue. Déduisez ensuite la déformation plastique.
Exercice 3
Pour des pièces réalisées par formage, précisez la classe du procédé.
Chapitre 2 : Procédés de découpage et mise en bande
Questions
- Définissez une tôle et décrivez ses caractéristiques principales.
- Expliquez les termes : TC et XES (ces acronymes sont souvent liés aux nuances d'acier ou aux états de surface en tôlerie).
- Citez les différents procédés de découpage des tôles.
- Quel est l'intérêt de l'étude de la mise en bande (ou imbrication) ?
Exercice 1
On souhaite étudier la fabrication d'une rondelle en acier.
- Donnez les noms des opérations nécessaires pour obtenir cette pièce.
- Calculez la valeur du jeu.
Exercice 2
On souhaite réaliser une pièce en tôle d’épaisseur 1,5 mm. La contrainte de cisaillement (σc) est de 270 MPa.
- Donnez les noms des opérations nécessaires pour obtenir cette pièce.
- Calculez l'effort pour chaque opération.
Exercice 3
On considère une pièce en acier d’épaisseur 2 mm.
- Calculez la surface de cette pièce.
- Pour une mise en bande directe :
- Calculez la largeur de la tôle.
- Calculez le taux de chute.
- Répétez l'opération pour une mise en bande à la retourne (ou imbrication inversée).
Exercice 4
Reprenons l'Exercice 1. La pièce est obtenue à partir de tôles de dimensions 1000 mm x 2000 mm. Réalisez une étude de mise en bande :
- Donnez la meilleure disposition pour obtenir cette pièce.
- Calculez le taux de chute.
Chapitre 3 : Pliage des tôles
Questions
- Définissez le pliage des tôles.
- Quels sont les éléments qui composent l'outillage de pliage ?
- Définissez la fibre neutre en pliage.
- Comment peut-on calculer la longueur développée en pliage ?
- Définissez le rayon minimum de pliage.
Exercice 1
Cet exercice ne contient pas de données suffisantes pour être traité.
Exercice 2
Une pièce est réalisée par pliage à partir d'une tôle de type E.
- Calculez la longueur développée de cette pièce.
- Calculez l'allongement de la fibre extérieure du pli à 90°.
Exercice 3
Une pièce est réalisée par pliage à partir d'une tôle de type E.
- Vérifiez que la pièce est réalisable.
- Calculez la longueur développée de cette pièce.
- Calculez l'allongement de la fibre extérieure du pli à 90°.
Exercice 3
Reprenons l'Exercice 2 du Chapitre 2. La pièce obtenue est ensuite pliée pour former une boîte de hauteur h et de rayon intérieur de fond R = 3 mm.
- Déterminez la position de la fibre neutre.
- Calculez la hauteur h.
Chapitre 4 : Emboutissage des tôles
Questions
- Définissez l'emboutissage des tôles et donnez trois exemples de formes pouvant être embouties.
- Quels sont les éléments qui composent l'outillage d'emboutissage ?
- Quel est le rôle du serre-flan ?
- Que représentent les coefficients m1 et m2 en emboutissage ?
Exercice 1
On souhaite étudier la réalisation d’un fût cylindrique par emboutissage d’une tôle de type XE. Le diamètre final est de 240 mm.
- Calculez le diamètre du flan nécessaire pour réaliser cette pièce.
- En combien de passes cette pièce est-elle réalisée ?
Exercice 3
On souhaite réaliser une pièce par emboutissage d’une tôle de type XES.
- Calculez le diamètre du flan.
- En combien de passes cette pièce est-elle réalisée ?
- Calculez les dimensions de l'embouti pour chaque passe.
- Calculez l'effort d'emboutissage et l'effort du serre-flan pour la première passe.
Exercice 3
Considérons une pièce cylindrique avec un diamètre intérieur de 74 mm, une hauteur intérieure de 159,5 mm et une épaisseur de 1 mm. On souhaite étudier la réalisation d'une pièce cylindrique de diamètre 50 mm et de hauteur 115 mm, à partir d'une tôle d'épaisseur 1 mm, par emboutissage. Les coefficients sont m1 = 0,52 et m2 = 0,75.
- Calculez le diamètre du flan nécessaire pour réaliser cette pièce.
- En combien de passes cette pièce est-elle réalisée ?
Foire Aux Questions (FAQ) sur les Procédés de Forge et de Formage
Qu'est-ce que la contrainte d'écoulement et pourquoi est-elle importante en forgeage ?
La contrainte d'écoulement est la valeur de contrainte à partir de laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement (de manière irréversible). En forgeage, elle est cruciale car elle détermine l'effort minimal nécessaire pour déformer le matériau et lui donner la forme souhaitée, sans le rompre.
Quelle est l'utilité de l'étude de mise en bande dans la fabrication de pièces en tôle ?
L'étude de mise en bande, ou imbrication, consiste à optimiser la disposition des découpes de pièces sur une tôle brute. Son intérêt principal est de minimiser la quantité de matière perdue (le taux de chute), réduisant ainsi les coûts de production et l'impact environnemental.
Quels sont les rôles principaux du serre-flan et des coefficients m1 et m2 en emboutissage ?
En emboutissage, le serre-flan maintient la périphérie de la tôle (le flan) plaquée contre la matrice pour contrôler l'écoulement de la matière et éviter la formation de plis indésirables. Les coefficients m1 et m2 sont des facteurs de réduction d'emboutissage qui permettent de calculer les dimensions intermédiaires des flans et des emboutis lors d'opérations en plusieurs passes, assurant une déformation progressive et maîtrisée du matériau.