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Plateforme de Prototypage Virtuel pour la Simulation Numérique en Grandes Transformations Thermomécaniques Rapides

Olivier Pantalé – 13 Juillet 20051

Plateforme de Prototypage Virtuel pour la Simulation Numérique en Grandes

Transformations Thermomécaniques Rapides

Olivier Pantalé

Groupe G2TR – Equipe CMAO

13 Juillet 2005

Habilitation à Diriger des Recherches

Institut National Polytechnique de Toulouse

Laboratoire Génie de Production - ENIT



Introduction et positionnementCurriculum VitaeActivités d’enseignement et de recherche

Modélisation numérique de la coupe des métauxMise en œuvre de modèles numériques de simulation de la coupeSynthèse des difficultés de modélisation de la coupe

Lois de comportement en Grandes TransformationsFormulation mécanique en Grandes TransformationsApproche expérimentale

Développement du code de calcul DynELAImplémentation numérique et validation du code de calculParallélisation du solveur

Plateforme Orientée-Objets de développementIntégration de nouveaux algorithmesDéveloppement d’application spécifiques

Conclusions et travaux futurs

Sommaire de la présentation





Curriculum Vitae

Olivier PantaléNé le 9 mai 1969 à Cahors (Lot)Marié, 1 enfant

Grades et titres1996 Doctorat de l’Université de Bordeaux I1992 DEA de mécanique (Bordeaux I)1992 Diplôme d’ingénieur de Production (ENIT)

Position actuelle 1998 Maître de Conférences 60ème section à l’ENIT



Historique des activités de recherche au LGP

2000 20051991 1995

Thèse Développement numérique de DynELA

Laboratoire d’identification

Modélisation numérique de la coupe des métaux Laboratoire PEARL

J. L. Bacaria

C. Sattouf

I. Nistor

L. MenanteauATER

Vacataire

MCF section 60

Contractuel



Encadrement de travaux de recherche

Encadrement de thèses de doctoratJ. L. Bacaria (13 novembre 2001) 30%

Un modèle comportemental et transitoire pour la coupe des métaux

C. Sattouf (30 juin 2003) 40%Caractérisation en dynamique rapide du comportement de matériaux utilisés en aéronautique

L. Menanteau (25 octobre 2004) 50%Développement d’un module de prototypage virtuel multi-physique, multi-domaine et multitemps:

Application aux convertisseurs de puissance

I. Nistor (début novembre 2005) 30%Identification expérimentale et simulation numérique de l’endommagement en dynamique rapide:

Application aux structures aéronautiques

Encadrement de DEA10 stages de DEA encadrés depuis 1996



Activités administratives

Activités liées à la rechercheMembre de l’association DYMATMembre détaché au sein du laboratoire PEARL – ALSTOMResponsable du laboratoire d’identification dynamiqueResponsable des moyens de calcul numériques de l’équipe CMAO

Activités collectives et administrativesMembre titulaire du conseil d’Administration de l’ENITResponsable de la coordination des enseignements de mécaniqueMembre de la commission informatiqueMembre de la commission bibliothèque



Activités d’enseignement

CoursM2R Grandes Transformations Therm. Rapides 12 h5ème A Eléments finis de structures 21 h5ème A Module optionnel CMAO 9 h5ème A Systèmes Unix 6 h4ème A Machines mécaniques et Turbomachines 24 h4ème A Thermodynamique 24 h4ème A Mécanique des milieux continus 48 h

Travaux dirigés4ème A Machines mécaniques et Turbomachines 8 h

Travaux pratiquesM2R Grandes Transformations Therm. Rapides 4 h5ème A Eléments finis de structures 4 h4ème A Eléments finis linéaires 4 h

volumes horaires exprimés en heures équivalent TD



Objectif des travaux de recherche

Proposer un ensemble d’outils numériques et expérimentaux intégrés au sein d’une plateforme de prototypage virtuel

Développer sur le plan expérimental :Une plateforme d’identification du comportement de matériaux

soumis à de fortes sollicitations thermomécaniques.

Développer sur le plan numérique :Une plateforme de simulation numérique en Grandes

Transformations basée sur le code de calcul Orienté-Objets DynELA.

Positionnement dans le cadre de la modélisation numérique des structures soumises à de Grandes Transformations.





Introduction et positionnementCurriculum VitaeActivités d’enseignement et de recherche



Modélisation numérique de la coupe des métaux

2000 20051991 1995

P. Joyot

Coupe orthogonale continue

O. Pantalé

Coupe orthogonale et oblique 3D continue

J. L. Bacaria

Coupe orthogonale et fraisage 3D discontinus

Formulation ALE



Modèles de coupe stationnaires ALEFormalisme ALE à « tendance » EulérienneEcoulement de la matière en régime stationnaireActualisation des surfaces libres du modèle

Modélisation de la coupe

Surface libre

Surface libre

Surface libre

Vitesse de coupeV c

Vitesse de coupeV c

Noeuds EulériensNoeuds Eulériens

Noeuds ALE

Pièce

Noeuds Eulériens

Outil

Noeuds Lagrangiens



Coupe orthogonale 2D

P. Joyot, R. Rakotomalala, O. Pantalé, M. Touratier and N. HakemA Numerical Simulation of Steady State Metal CuttingJournal for Mechanical Engineers, 212: 331-341, 1998

Influence du frottement

Influence de l’usure en cratère de l’outil

Champ de températures

Champ de contraintes



Coupe orthogonale et oblique 3D

O. Pantalé, R. Rakotomalala and M. TouratierAn ALE Three-Dimensional Model of Orthogonal and Oblique Metal Cutting ProcessesInternational Journal of Forming Processes, 1 (3): 371-388, 1998

Modélisation tridimensionnellePremière approche numérique 3DApports de la 3ème dimension (gonflement latéral du copeau)Corrélation température / usure de la face de coupeApports de la coupe oblique / coupe orthogonale



Coupe transitoire 2D

Modèles de coupe stationnaires ALEFormalisme ALE à « tendance » Lagrangienne

Critère d’endommagement de Johnson-Cook

Détermination expérimentale de la loi d’endommagement

J.L. Bacaria, O. Dalverny, O. Pantalé and R. RakotomalalaTransient Numerical models of metal cutting using the Johnson-Cook's Rupture CriterionInternational Journal of Forming Processes, 5: 53-70, 2002

f

D *

5*

4*

321 1ln1exp TDDDDDf

Thèse de J.L. Bacaria



Coupe transitoire 3D

Modèles de coupe transitoires ALEFormalisme ALE à « tendance » LagrangienneModélisation numérique d’une opération de fraisage

V

Pièce usinée

r

Fraise

O. Pantalé, J. L. Bacaria, O. Dalverny, R. Rakotomalala and S. Caperaa2D and 3D numerical models of metal cutting with damage effectsComputer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 193 (39-41) : 4383-4399, 2004

r=120 tr/min Vc=50 m/s

=3 mm =30°

n=8



Synthèse des difficultés liées à la SN de la coupe

Identifier au plus près des sollicitations réellesSimplicité de mise en œuvre des essais« Universalité » des lois de comportement

Développement d’une plateforme d’identificationApproche comportementale échelle mésoscopiqueGrandes Transformations Thermomécaniques rapides

Identification des paramètres des lois de comportement

O. Pantalé, I. Nistor, O. Dalverny, E. Gorce and S. CaperaaCaractérisation du comportement dynamique des matériaux à partir d’essais d’impact1er Séminaire Optimus - ENSAM de Bordeaux, mai 2004



Synthèse des difficultés liées à la SN de la coupe

Utilisation de logiciels spécialisésBoites noires non adaptées à des travaux de rechercheDifficultés liées au caractère commercial de ces codes

Développement d’un code de calcul spécifiqueChoix d’un formalisme GTModèles comportementaux évoluésAlgorithmes de contact évoluésCalcul parallèle et DDMCouplage multi-physique

Choix effectif

au sein du laboratoire

Codes de calcul commerciaux classiques non adaptés

O. Pantalé and S. CaperaaDéveloppement d'un code de calcul explicite en grandes transformations: Application à la coupe des métaux2ème Séminaire Optimus - ENSAM de Cluny, octobre 2004




Lois de comportement en Grandes TransformationsFormulation mécanique en Grandes TransformationsApproche expérimentale développée au laboratoire




Formulation co-rotationnelle objective

Plasticité J2 à écrouissage isotrope/cinématique combiné

Intégration basée sur l’utilisation du retour radial Prédiction élastique

Correction plastique

Formulation hypo-élastique GT

cccc trKp DDCs

:

eGss

eKtrpp

ntrialn

ntrialn

2

][

1

1

0)()(3

22)(

2

1

11

vtrialn

trialnn

Gf

nGss



Lois d’écoulement plastique

Lois d’écoulement:

Zerilli-Armstrong

Johnson-Cook

Ramberg-Osgood

Niveau de vitesse de déformation accessible en fonction du type d’essai

Thèse de C. Sattouf

Barres d’Hopkinson

Essais d’impact

5.102 s-1 5.103 s-1 5.106 s-1 5.1012 s-1

Techniques utilisantdes explosifs



Integration numérique

Retour radialDécomposition additive des vitesses de déformationSchéma implicite d’ordre 1

Prise en compte de l’objectivitéRotation Finale Instantanée

n+1

n

n+1e

Prédiction élastiqueCorrection plastique

O. Pantalé and S. CaperaaDevelopment of an object-oriented finite element program: application to metal forming and impact simulationsJournal of Computational and Applied Mathematics, 168: 341-351, 2004



Dispositif expérimental

Tube

Chambre de tir (sous vide)

Barrière opto-electronique

Mesure de vitesse

Culasse et réservoir

Diamètre du tube = 20 mmLongueur du tube = 1400 mmVmax = 350 m/s

Pression maxi = 180 barMasse du projectile = 30 gr



Gamme des essais expérimentaux

Essai d’extrusion rapide

Essai de traction dynamique

Essai de cisaillement dynamique

Essai de Taylor

Essai de rupture dynamique



Extraction des réponses expérimentales

Procédé macro-photographique numérique de mesure Extraction automatique des contours d’une pièceRésolution: 8 µm pour un rapport macro 1:1 (capteur 16x24 mm)



Résultats essais

Identification paramétrique

Modèle Eléments Finis

Paramètres identifiés

Résultats numériques

I. Nistor, O. Pantalé, S. Caperaa and C. SattoufIdentification of a dynamic viscoplastic flow law using a combined Levenberg-Marquardt and Monte-carlo algorithmVII Complas conference, Barcelona, 2003



Exemple d’identification

Identification à partir de deux essais dynamiques

Matériau : 42CrMo4Loi de Johnson-Cook

Test A (Mpa) B (Mpa) n C

Taylor 806 614 0.168 0.0089

Traction 817 699 0.157 0.0088

Essai de TaylorVi = 328 m/s

Essai de traction

Vi = 96 m/s



Lois de comportement en Grandes TransformationsFormulation mécanique en Grandes TransformationsApproche expérimentale





Code de calcul DynELA

Solveur Eléments-Finis :80.000 lignes de code C++

Interpréteur de commande :10.000 lignes de code C++, Lex et Yacc

Post-processeur graphique : 20.000 lignes de code C++

Utilitaires : 45.000 lignes de code C++

2000 20051991 1995

Développement numérique de DynELA



Pourquoi développer un nouveau code de calcul

Code Ouvert et Maîtrisé de rechercheApproche recherche / boite noire

Code spécialisé dans le domaine de la SN en GT

Support pour le développement d’algorithmes spécialisésFormulation mécanique en GT, intégration, XFEM, DDM, …Approche informatique, parallélisation, calcul distribué, …Evolutions du logiciel et développement à la demande

Plateforme de développement Orientée-ObjetsDéclinaison d’applications spécialisées

Consolidation des connaissances en GT

Utilisation didactique dans la formation M2RSupport pour le cours de Grandes Transformations



Formulation mécanique

Formulation Lagrangienne réactualisée en Grandes Transformations

0),(),(

xxFxxFx exinM

Intégration explicite -généralisé de Chung-Hulbert

12

1

11

1

1

2

1

1

1

nnnnn

nnnn

M

nMin

nex

n

n

xxtxtxx

xxtxx

xFFx

M

(X,t)

x

référence

X

X x

courante

Description Lagrangienne



Transfert des données au sein de la plateforme

Fichier

source

Parser

Lex & Yacc

Solveur

FEM

Postprocesseur

graphique

I/O

Ideas Abaqus

Fichiers

résultats

Sorties

ps, pdf, mpeg

Extracteur

script



Interpréteur de commandesEcrit en Lex et YaccLangage OO proche du C++Concepts mathématiquesTests (if, then et else) Boucles (for et while)I/O cout, fopen, fclose et <<

Génération automatiqueDéfinition par fichiers en-têteFichiers C++, Lex et YaccM. à j. automatique documentation

Langage de commande Orienté-Objets

O. Pantalé Manuel utilisateur du code de calcul DynELA v 1.0LGP ENI Tarbes, 2003



Interface graphique du post-Processeur

Interface 3D OpenGL

Menu principalBoutons



Organisation interne des classes

Domain

NodeElementMaterial Interface

ioDomain

1+ 1+1+1+

IntegrationPoint ElementAx Element3DElement2D1+

NodalField2

1+

Données nodales telles que les coordonnées

Quantités nodales(2 instances, t et t+t)

Points d’intégration

Classe de base virtuelle servant pour tous les éléments

Définition des matériaux et lois d’écoulement

Définition du domaine de calcul

Interface entre le domaine et les fichiers de données

Interface de contact et gestion du frottement

Classes élément dérivées dépendant de la topologie et de la nature de l’élément



Organisation interne des classes



pvvvv hep

100

MPa4500 v

GPa9.206E 29.0

MPa715v

12924.0h 93.16

r

z

26.67

6.3506.413

Validation numérique (1/2)

Traction d’un barreau cylindrique



Validation numérique (2/2)

Mur rigide

Vitesse initiale = 227 m/s

Cylindre cuivre5x50 elements

Contact sans frottement

-21.427.15Liu

3.0421.437.13Metafor

3.2321.487.08Abaqus

3.2121.427.12DynELA

lfrfcode pmax

Comparaison des résultats numériques

MPa4000 v

GPa117E35.0

MPa100h3/8930 mkg

pvv h 0

Loi d’écoulement:

l0=32.4 mm

r0=6.4 mm

O. PantaléAn object-oriented programming of an explicit dynamics code: Application to impact simulationAdvances in Engineering Software, 33 (5):297-306, 2002



Architecture à Mémoire Distribuée

Chaque processeur possède sa propre mémoire. Pas d’interférences des données entre processeurs.Définition explicite des échanges de données entre processeurs.

Avantages:Mémoire proportionnelle au nombre de processeurs. Accès rapide à la zone mémoire par les processeurs.

Inconvénients:Responsabilité des communications au programmeur.Difficultés de parallélisation d’un programme existant.



Architecture à Mémoire Partagée

Processeurs partageant la même ressource mémoire.Changements en mémoire visibles globalement.

Compaq Proliant 80008 Intel Xeon 550 / 2Mb cache5 Gb RAM

Redhat Linux 8.0Compiler Intel C++ 7.1OpenMP

Avantages:Adressage mémoire global.Proximité de la mémoire et des processeurs.

Inconvénients:Mémoire non proportionnelle au nombre de processeurs.Synchronisations sous la responsabilité du programmeur.Nombre limité de processeurs dû à l’architecture.



Parallélisation OpenMP

Série Fork Calcul parallèle Join Série

Perte pure

Pertes / calcul série



Calcul des forces internes (1/5)

Calcul des forces internes pourchaque élément

Assemblage des vecteurs de forces internes locaux

Parallélisation simple

Parallélisation délicate

O. Pantalé and S. CaperaaStrategies for a parallel 3D FEM code: Application to impact and crash problems in structural mechanicsCoupled Problems - Santorini Island, 25-28 may 2005



Calcul série

1+2 = ?

=3

Processeur

Mémoire

1+2

3

23



Calcul parallèle (1/2)

1+2+3 = ?

=4

Processeur 1

Mémoire

Processeur 2

Nécessité de synchronisations

1+3

2+3

4 5

354



Calcul parallèle (2/2)

1+2+3 = ?

=6

Processeur 1

Mémoire

Processeur 2

1+3

2+4

4 6

346




Parallélisation directe sans modification de la structure du code

Vector Fint;for (int elm = 0; elm < elements.size (); elm++) { Vector FintElm; elements(elm).computeInternalForces (FintElm); Fint.gatherFrom (FintElm, elements(elm));}

Vector Fint;

#pragma omp parallel for

for (int elm = 0; elm < elements.size (); elm++) {

Vector FintElm;

elements(elm).computeInternalForces (FintElm);

#pragma omp critical

Fint.gatherFrom (FintElm, elements(elm));

}

Utilisation d’une directivecritical

Variables locales

Fint variable globale




Utilisation d’un vecteur privé pour Fint dans chaque thread

Vector Fint;for (int elm = 0; elm < elements.size (); elm++) { Vector FintElm; elements(elm).computeInternalForces (FintElm); Fint.gatherFrom (FintElm, elements(elm));}

// parallel computation#pragma omp parallel{ Element* element; int thread = omp_get_thread_num(); while (element = elements.next()) { Vector FintElm; element->computeInternalForces (FintElm); FintLocal[thread].gatherFrom (FintElm, element); }}

// parallel gather operation#pragma omp parallel forfor (int row = 0; row < Fint.rows(); row++) { for (thread = 0; thread < threads; thread++) Fint(row) += FintLocal[thread](row);}

Pas de directives « critical »




Gestion de la répartition des éléments / processeur

// parallel computation#pragma omp parallel{ Element* element; int thread = omp_get_thread_num(); while (element = elements.next()) { Vector FintElm; element->computeInternalForces (FintElm); FintLocal[thread].gatherFrom (FintElm, element); }}


// parallel computation#pragma omp parallel{ Element* element; Job* job = jobs.getJob(); int thread = jobs.getThreadNum(); while (element = job->next()) { Vector FintElm; element->computeInternalForces (FintElm); FintLocal[thread].gatherFrom (FintElm, element); }}




Equilibrage de la charge des processseurs

Variation du temps CPU dû à la correction plastiquePrédiction impossible à effectuer

Element

Job

+elements: List <Element>

+waitingTime: Real

+next(): element

+waitOthers(): void

Jobs

+job: Job

+wasteOfTime: Real

+equilibrate(): void

+init(elements:List <Element>): void

+getMaxThreads(): int

+getJob(): Job

+getThreadNum(): int

Equilibrage dynamique

Coût de l’équilibrage minimal

Intégration explicite

Distribution spatiale élément/processeur quelconque

Pas de problème interfacial

Traitement temps réel

Minimisation des temps d’attente des processeurs

O. PantaléParallelization of an object-oriented fem dynamics code: Influence of the strategies on the speedupAdvances in Engineering Software, 36 (6):361-373, 2005



- Suppression totale de la directive#pragma omp critical

- Equilibrage dynamique- Opération d’assemblage optimisée


jobs.init(elements); // list of jobs to do (instance of class Jobs)int threads = jobs.getMaxThreads(); // number of threadsVector Fint = 0.0; // internal force VectorVector FintLocal[threads]; // local internal force vectors

#pragma omp parallel{ Element* element; Job* job = jobs.getJob(); // get the job for the thread int thread = jobs.getThreadNum(); // get the thread Id while (element = job->next()) { Vector FintElm; // element force vector element->computeInternalForces (FintElm); FintLocal[thread].gatherFrom (FintElm, element); } job->waitOthers(); // compute waiting time for the thread} // end of parallel region

// parallel gather operation#pragma omp parallel forfor (int row = 0; row < Fint.rows(); row++){ // assemble local vectors into global internal vector for (thread = 0; thread < threads; thread++) Fint(row) += FintLocal[thread](row);} // end of parallel for loop

// equilibrate the sub-domainsjobs.equilibrate();

8.35

Speedup > Ncpu« Superlinear Speedup »



Performances globales de la version parallèle

1420 Élements quadrilatères 4 noeuds

MPa8730 v

GPa6.193E3.0

MPa748K

3/7800 mkg

npvv K 0

Loi d’écoulement:

0.23n

Masse projectile = 44.1 gr

Vitesse impact = 80 m/s

code max longueur diamètre épaisseur

DynELA 0.260 50.84 10.07 0.857

Abaqus 0.259 50.84 10.08 0.856



de 329 à 411 éléments / thread

Performances globales de la version parallèle

Speedup global = 5.61

1 proc 8 proc Speedup

Time step 78.5 10.6 7.40

Predictions 18.8 13.7 1.37

matrices int

74.2 9.1 8.16

Forces int 949.4 140.7 6.74

Explicit sol 37.0 28.0 1.32

End step 5.4 4.9 1.10

Total 1164.1 207.4 5.61

Gain possible : 40 à 50 secondes



Influence de l’objectivité en GT

Cisaillement d’un cube en déformations planes

Solver::setRFI(Boolean)

GPa260E3.0

3/7800 mkg

Comportement élastique:

1 m

e =10 m eG sin12 Ge12

Jaumann

Lie

Avec objectivité

Sans objectivité



Utilisation pédagogique de DynELA

Mise en évidence du vérouillage volumiqueIntégration réduite sélective

(-1,-1) (+1,-1)

(+1,+1)(-1,+1)

Point d'intégrationPoint de sous-intégration

g1 g2

g3g4

y

r

g1 g2

g3g4

Solver::setUnderIntegratePressure(Boolean)

4int

, ,1

(0) (0) (0) ( ) ( ) ( )diI I i Q Q I i Q ji Q

Qpartie pression

partiedéviatorique

F J N p w J N

Vérouillage volumique








Plateforme de développement Orientée-Objets

But des travauxUtiliser les librairies de DynELA comme plateforme de développementDévelopper et tester de nouvelles approches

Décomposition multi-domaine et multi-tempsApproche multi-physiqueFormulation X-FEM

Capitaliser les développements réalisés dans DynELA

BesoinsPlateforme de développement stabiliséeApproche Orientée-ObjetsDéveloppements en équipe

Moyens annexesOutils de développement en équipe (cvs, support Web, forum, …)



Collaboration avec le laboratoire PEARL

Moteur

Approche multi-physique

- Electrique (passive et active)

- Thermique (conduction et convection)

- Mécanique (thermo-élasticité)

Multi-physiqueMulti-domaineMuti-pas de temps

Solveur MulphyDoThèse de L. MenanteauL. Menanteau, O. Pantalé and S. Caperaa

A multigrid method for the thermomechanical behaviour simulation applicated to power electronics converterVII Complas conference, Barcelona, 2003



Décomposition en sous-domaines (1/2)

Décomposition du domaine de calcul

Domaine de calcul

Sous-domaine 1 Sous-domaine 2Interface

Résolution du problème interfacial

Résolution des sous-problèmes locaux

Parallélisation

Construction du problème interfacial

+ Interface

L. Menanteau, O. Pantalé and S. CaperaaA coupled electro-thermo-mechanical FEM code for large scale problems including multi-domain and multiple time-step aspectsCoupled Problems 2005 – Santorini Island, 25-28 mai 2005



Décomposition en sous-domaines (2/2)

λI IT

γI

fF G=

fG 0

s+ T(j) (j) (j)

Ij=1

(1) (1) (2) (2) (s) (s)I

T T T(1) (2) (s)

s+(j) (j)(j)

j=1

T T T(1) (2) (s)(1) (2) (s)

F = B K B

G = Β R Β R Β R

f - B fK

f = - f - f - fR R R

Résolution sur les sous-domaines

λ

non flottant flottant flottant

Problème interfacial

( )+ T(j) (j) (j) (j)(j) (j)u = f + RK B

-1 T(j) (j)(j) (j)u = (f + )K B



Validation de MulPhyDo

F(L,t)

Validation du solveur mécanique multi-domaine

Intégration implicite de Newmark

MulPhyDo : β=0.5 et γ=0.25

Abaqus 6.3: β=0.55 et γ=0.276

Dimensions: 10 x 1 x 1 m

F = 2.205 106 N

E = 109 Pa

ν = 0,25

t

F

0 0.001 s 0.002 s

8 sous-domaines



Application aux convertisseurs de puissance

DBC supérieur

Connecteurs

Puce silicium

1 2 3 4

L. Menanteau, O. Pantalé and S. CaperaaA methodology for large scale Finite Element models including multi-physics, multi-domain and multi-timestep aspectssubmitted to Finite Element in Analysis and Design



Modélisation numérique de la fissuration

Approche X-FEMUtilisation de fonctions enrichies de type HeavisideModélisation numérique de la fissuration « intra » élémentsPas de remaillage de la structure

Thèse de I. Nistor

i

iii

iih uxHxNuxNxu

ˆ)()()()(

iuˆiu

ddl classiques

ddl enrichis



Critère de propagation de fissure

Critères de propagation de la fissureIndépendance / au maillage de la pièceCritère identifié à partir d’essais expérimentaux

Modèle de cohésion

Lèvres de la fissure

Zoneendommagée

Zone vierge

discontinuité de déplacement

contrainte de cohésion

GF

crit

max

I. Nistor, O. Pantalé and S. CaperaaNumerical implementation of the extended finite element method for dynamic crack analysissubmitted to Computers and Structures



Etude stationnaire en mode I

I. Nistor, O. Pantalé, and S. Caperaa. Numerical implementation of the extended finite element method for dynamic crack analysis. In VIII international Conference on Computational Plasticity, Barcelona, 2005



Essai d’impact dynamiqueApproche expérimentaleModélisation X-FEM

Propagation de fissure dynamique

Vi = 67 m/s



Application à la mise en forme

Fédération des connaissances sur la mise en forme des tôles minces dans une plateforme de prototypage virtuel

Identification des lois de comportementDétermination des lois d’endommagementModélisation numérique du processus d’emboutissageValidation sur exemple industriel (SPRIA)

Thèse de F. Abbassi

Thèse en cotutelle avec l’ESSTT

Endommagement des structures lors du processus de mise en forme par emboutissage

Tenue structurelle pour des sollicitations dynamiques (Airbag)





Conclusions et travaux futurs



Travaux réalisés

Création du groupe de travail G2TR au sein de l’équipe CMAO

Contributions dans le domaine de la SN en GT

Activités liées à la SN de la coupe des métaux (1991-2001)Modèles numériques de coupe 2D, 3D en tournage et fraisage

Mise en œuvre du laboratoire d’identification ICMS-G2TRProcédure d’identification numériqueDéveloppement d’essais spécifiques

Développement du code de calcul DynELAIntégration et développement d’algorithmes spécifiquesPlateforme de développement numérique OO en C++Diffusion du code de calcul sous forme de Live CD



Production scientifique

Travaux scientifiquesEncadrement

doctoral

Articles

Communications DEA

Thèses

avec actes sans actes

9 18 5 10 4

2 4 1



Principales perspectives de travaux

Amélioration de l’approche expérimentaleDéveloppement de nouveaux essais expérimentauxDéveloppement de nouvelles procédures d’identification

Développement du code de calcul DynELADéveloppement de nouveaux algorithmesDéveloppement des aspects contact et comportement volumiqueTravaux complémentaires concernant la parallélisation du codeDéveloppement d’applicatifs dédiés (MulPhyDo v.2.0)

Diffusion du code de calcul DynELA et de ses applicatifsDistribution du code de DynELA et des « produits dérivés »Développement de collaborations avec des laboratoires externesMise en place d’un support technique et d’un serveur web