Etude et modélisation du process d’autofrettage

Mission proposée

Nous recherchons un stagiaire pour notre Client basé en Rhône-Alpes :

L’entreprise :
L’entreprise a été créée en 1967 et a été intégrée au groupe en 2008. Elle est spécialisée dans l'usinage par forage, tournage, alésage, rodage de corps creux de grandes longueurs jusqu’à 13m :
 Usinage de grandes dimensions sur tour vertical jusqu’à Ø 2,5m et sur aléseuse 8 x 3 x 2,5m.
 Tournage de pièces jusqu’à 25 tonnes.
L'activité est tournée vers les industries de pointe telles que le pétrole, la pétrochimie, le nucléaire, l’armement, les vérins hydrauliques, l’aéronautique, …
L'entreprise emploie une trentaine de personnes et réalise un chiffre d'affaires de 3000 k€

Le contexte
Les pièces creuses soumises à des contraintes en service élevées subissent parfois une opération d'autofrettage après usinage. La technique est couramment utilisée dans la fabrication de bouteilles haute pression pompe, futs de canon, etc …
L'autofrettage est une technique permettant de soumettre un tube de forte épaisseur à une pression énorme, ce qui conduit à déformer plastiquement les parties internes de la pièce et induire des contraintes résiduelles de compression, une fois la pression est relâchée (Effet Bauschinger). La durée de vie du produit est ainsi augmentée.
L’Entreprise vient d'acquérir une installation d'autofrettage permettant de soumettre un tube à des pressions jusque 12000 bars.
Toutefois, le process de mise en œuvre de l'autofrettage est assez complexe puisqu'il s'agit de déformer plastiquement la partie interne du tube (mais pas la partie externe). Les conditions dépendent de la géométrie du tube et des lois de comportement du matériau.

Les Objectifs
L’objectif du présent projet est, après analyse du process d'autofrettage et de la bibliographie, de développer un modèle mathématique "simple" permettant d'appréhender :
 la proportion de la zone plastifiée
 les contraintes résiduelles au niveau du diamètre intérieur

Grands lignes du programme :
 Recherche et analyse de la bibliographie sur l'autofrettage
 Synthèse des modèles utilisés
 Liste des matériaux concernés - Recherche des lois de comportement
 Développement d'un modèle prédictif des contraintes résiduelles et des zones plastifiées
 Essais d'autofrettage (dans l'entreprise) pour recalage du modèle