Limites du modèle numérique
Formage à grande vitesse - Lubrification et frottement

Le modèle numérique permet d’obtenir une courbe donnant la variation d’épaisseur en fonction du coefficient de frottement pour une énergie fixée. Toutefois, pour des hautes valeurs d’énergies, les épaisseurs expérimentales sont bien supérieures à la courbe théorique. Compte tenu du critère de plasticité, cette courbe tend vers un palier, puisque pour de fortes valeurs de µ, la pression admissible devient faible. Cela signifie que pour des coefficients élevés, le métal ne glisse plus, mais est cisaillé pour des faibles pressions. Grâce aux clichés MEB et aux images obtenues par la binoculaire, il apparaît clairement que la surface des échantillons « secs » est marquée et présente des signes d’arrachement (figure 14).

En étudiant en parallèle la surface des outils, on observe la présence de collage (figure 15). Cela signifie que le frottement a été si important que la surface des échantillons a adhéré très fortement aux outils. Des phénomènes de soudures locales sont apparus.

On observe aussi sur les surfaces lubrifiées des phénomènes de collage sur les tas et des arrachements sur la surface des échantillons. Ces collages traduisent le fait que les contacts entre les « plateaux » et la matrice sont des contacts « secs », conduisant à un arrachement très localisé du métal. Cette observation explique les valeurs élevées des coefficients de frottement obtenues avec la simulation numérique. Habituellement, un contact bien lubrifié se caractérise par un coefficient de frottement inférieur à 0,1. Dans notre cas, les meilleures huiles conduisent à des coefficients proches de 0,2. Si on admet que localement les surfaces de l’outil et de la pièce créent un collage, le modèle numérique cesse de s’appliquer dans cette zone, et les efforts de cisaillement ne sont plus décrits par un frottement de Coulomb, il y a arrachement. Les valeurs obtenues par la simulation numérique sont une moyenne des valeurs en « poches » (faibles puisque cette zone est bien lubrifiée) et des valeurs sur les « plateaux » (où peut se produire le collage). Le coefficient de frottement serait donc surévalué par la simulation. On ne peut donc pas présenter les résultats issus de la simulation comme des valeurs exactes de coefficients de frottement, mais on peut tout à...