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Institut Preparatoirz Aux Etudes Des Ingeieurs De Nabeul
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Les contraintes résiduelles résultantes par enlèvement de matière ont une influence majeure sur l... more Les contraintes résiduelles résultantes par enlèvement de matière ont une influence majeure sur la durée de vie des pièces usinées, notamment en ce qui concerne sa résistance à la corrosion et sa durée de vie à la fatigue. Pour cette raison, la prédiction numérique de la distribution des contraintes résiduelles a fait l'objet de plusieurs travaux. Mais la plupart de ces modèles numériques sont développés pour des configurations de coupe orthogonale ou oblique. La modélisation d'un procédé d'usinage permet de fournir plus d'informations sur les phénomènes physiques et tribologiques aux interfaces de coupe. Dans ce papier, un modèle numérique du procédé de fraisage à bout sphérique a été développé afin de caractériser les contraintes résiduelles et d'étudier l'influence de l'inclinaison de l'outil sur celles-ci.
The aim of this work is to investigate a fluid–structure interaction problem, in which the chip f... more The aim of this work is to investigate a fluid–structure interaction problem, in which the chip formation and the fluid flow are coupled. Two simulation methods are developed in the commercial finite-element code ABAQUS/Explicit: the coupled Smoothed Particle Hydrodynamics–Lagrangian (SPH-L) approach and the coupled Eulerian–Lagrangian (CEL) approach. The models combine the Lagrangian approach to model the structure and the SPH/Eulerian approach to model the fluid. The simulation results are compared to analyze the advantages and limitations of the two simulation methods. The mechanical and thermal effects induced by the coolant are investigated apart. A proper user subroutine is developed to apply the heat transfer by convection induced by the fluid. The validation of the proposed models is carried out by comparing the predicted results with the experimental evidence. In general, both models show a great capability of modeling the cutting process. The percentage error between the e...
Tribotest, 2008
This work deals with the development of a new tribometer designed for the characterisation of the... more This work deals with the development of a new tribometer designed for the characterisation of the frictional properties at the tool/chip/workpiece inter-faces in cutting processes. Based on a planesphere contact configuration, the experimental set-up enables a continuous ...
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021
The machining of nickel-based superalloys is often challenging due to their excellent physical pr... more The machining of nickel-based superalloys is often challenging due to their excellent physical properties. High-temperature gradients are generated at the cutting zone, which accelerates the tool wear and impairs its performance. However, introducing high-pressure coolant (HPC) lubrication has been shown to improve both the tool life and surface integrity. In this investigation, attention has been mainly focused on the tool wear characteristics in the rough turning of Inconel 718. The longitudinal turning experiments have been conducted under conventional and HPC lubrication with two cutting speeds. Coated carbide inserts have been analyzed using several techniques including scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and 3D scanning. The experimental procedure has embraced the tool life, the tool wear, the generated forces, and the wear mechanisms. The examination of the worn tool surfaces demonstrates that although the depth of cut notching is more pronounced, it is possible to reduce the flank wear by using HPC lubrication. The results also highlight a marginal reduction in cutting and axial forces, a good chip fragmentation, and a significant improvement of the tool life. Furthermore, the investigations show that the wear mechanisms are strongly influenced using HPC under the various investigated cases.
Dans le but de simuler le contact aux interfaces outil-pièce-copeau lors d'une opération d'usinag... more Dans le but de simuler le contact aux interfaces outil-pièce-copeau lors d'une opération d'usinage, un nouveau dispositif expérimental de frottement a été conçu. Ce tribomètre permet de caractériser des frottements dans des conditions très sévères via un contact sphère/plan. Dans cette configuration de contact, le coefficient apparent de frottement, relevé à partir des mesures d'efforts de frottement, est la somme de deux quantités : une partie due à la déformation de la pièce et une partie due au frottement entre les deux surfaces. L'objectif de ce travail est de présenter une approche numérique utilisée pour dissocier les grandeurs liées à la déformation de la pièce et celles liées à l'adhésion en vue d'identifier une loi de frottement. Cette démarche est appliquée au cas de l'usinage de l'acier 42CrMo4 traité à 290 HB par un outil de coupe en carbure revêtu TiN.
Les contraintes résiduelles résultantes par enlèvement de matière ont une influence majeure sur l... more Les contraintes résiduelles résultantes par enlèvement de matière ont une influence majeure sur la durée de vie des pièces usinées, notamment en ce qui concerne sa résistance à la corrosion et sa durée de vie à la fatigue. Pour cette raison, la prédiction numérique de la distribution des contraintes résiduelles a fait l'objet de plusieurs travaux. Mais la plupart de ces modèles numériques sont développés pour des configurations de coupe orthogonale ou oblique. La modélisation d'un procédé d'usinage permet de fournir plus d'informations sur les phénomènes physiques et tribologiques aux interfaces de coupe. Dans ce papier, un modèle numérique du procédé de fraisage à bout sphérique a été développé afin de caractériser les contraintes résiduelles et d'étudier l'influence de l'inclinaison de l'outil sur celles-ci.
The aim of this work is to investigate a fluid–structure interaction problem, in which the chip f... more The aim of this work is to investigate a fluid–structure interaction problem, in which the chip formation and the fluid flow are coupled. Two simulation methods are developed in the commercial finite-element code ABAQUS/Explicit: the coupled Smoothed Particle Hydrodynamics–Lagrangian (SPH-L) approach and the coupled Eulerian–Lagrangian (CEL) approach. The models combine the Lagrangian approach to model the structure and the SPH/Eulerian approach to model the fluid. The simulation results are compared to analyze the advantages and limitations of the two simulation methods. The mechanical and thermal effects induced by the coolant are investigated apart. A proper user subroutine is developed to apply the heat transfer by convection induced by the fluid. The validation of the proposed models is carried out by comparing the predicted results with the experimental evidence. In general, both models show a great capability of modeling the cutting process. The percentage error between the e...
Tribotest, 2008
This work deals with the development of a new tribometer designed for the characterisation of the... more This work deals with the development of a new tribometer designed for the characterisation of the frictional properties at the tool/chip/workpiece inter-faces in cutting processes. Based on a planesphere contact configuration, the experimental set-up enables a continuous ...
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021
The machining of nickel-based superalloys is often challenging due to their excellent physical pr... more The machining of nickel-based superalloys is often challenging due to their excellent physical properties. High-temperature gradients are generated at the cutting zone, which accelerates the tool wear and impairs its performance. However, introducing high-pressure coolant (HPC) lubrication has been shown to improve both the tool life and surface integrity. In this investigation, attention has been mainly focused on the tool wear characteristics in the rough turning of Inconel 718. The longitudinal turning experiments have been conducted under conventional and HPC lubrication with two cutting speeds. Coated carbide inserts have been analyzed using several techniques including scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and 3D scanning. The experimental procedure has embraced the tool life, the tool wear, the generated forces, and the wear mechanisms. The examination of the worn tool surfaces demonstrates that although the depth of cut notching is more pronounced, it is possible to reduce the flank wear by using HPC lubrication. The results also highlight a marginal reduction in cutting and axial forces, a good chip fragmentation, and a significant improvement of the tool life. Furthermore, the investigations show that the wear mechanisms are strongly influenced using HPC under the various investigated cases.
Dans le but de simuler le contact aux interfaces outil-pièce-copeau lors d'une opération d'usinag... more Dans le but de simuler le contact aux interfaces outil-pièce-copeau lors d'une opération d'usinage, un nouveau dispositif expérimental de frottement a été conçu. Ce tribomètre permet de caractériser des frottements dans des conditions très sévères via un contact sphère/plan. Dans cette configuration de contact, le coefficient apparent de frottement, relevé à partir des mesures d'efforts de frottement, est la somme de deux quantités : une partie due à la déformation de la pièce et une partie due au frottement entre les deux surfaces. L'objectif de ce travail est de présenter une approche numérique utilisée pour dissocier les grandeurs liées à la déformation de la pièce et celles liées à l'adhésion en vue d'identifier une loi de frottement. Cette démarche est appliquée au cas de l'usinage de l'acier 42CrMo4 traité à 290 HB par un outil de coupe en carbure revêtu TiN.