Tenue mécanique des assemblages soudés par point multi-tôles et acier multigrades : étude expérimentale, modélisation macroscopique et procédure d'identification / Rim Chtourou ; sous la direction de Eric Markiewicz et de Bassem Zouari

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Microstructure (physique)

Rupture, Mécanique de la

Soudures

Éléments finis, Méthode des

Markiewicz, Eric (1966-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Zouari, Bassem (Directeur de thèse / thesis advisor)

Ronel, Sylvie (Président du jury de soutenance / praeses)

Bay, François (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Grolleau, Vincent (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Chaari, Fahmi (1976-20..) (Membre du jury / opponent)

Haddar, Nader (1995-.... ; ingénieur) (Membre du jury / opponent)

Leconte, Nicolas (1981-....) (Membre du jury / opponent)

Haugou, Grégory (1972-....) (Membre du jury / opponent)

Langrand, Bertrand (Membre du jury / opponent)

Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (Valenciennes, Nord ; 1970-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École nationale d'ingénieurs de Sfax (Tunisie) (Organisme de cotutelle / degree co-grantor)

École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

Laboratoire de recherche de Mécanique, Modélisation et Production (Sfax, Tunisie) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Dans le cadre de la conception des structures automobiles et de la modélisation de leur tenue au crash, la prédiction du comportement mécanique et de la rupture des assemblages soudés par point par résistance, s’avère encore délicate. En introduisant une nouvelle génération d’assemblages multi-tôles en aciers multigrades soudés par point, la prédiction de leur tenue mécanique est devenue encore plus complexe. En effet, malgré une utilisation croissante de ces assemblages, l’étude expérimentale de leur comportement mécanique est encore très limitée, tandis que leur modélisation macroscopique n’a pas encore été proposée. Dans ce contexte, un dispositif expérimental approprié de type Arcan est proposé pour caractériser la tenue mécanique et la rupture des assemblages trois tôles soudés par points, en chargements purs et combinés et dans les différentes configurations possibles. Une approche de modélisation macroscopique est également proposée pour simuler le comportement des assemblages trois tôles soudés, pour des applications de type structure. Un modèle d’élément équivalent ’connecteur’ est tout d’abord proposé, identifié et validé par rapport un assemblage deux tôles soudé par point. Ensuite, une approche de modélisation utilisant trois connecteurs est proposée pour simuler le comportement mécanique et la rupture d’un assemblage trois tôles soudé par point par résistance. Une stratégie d’identification est aussi détaillée pour simplifier la procédure d’identification des paramètres du modèle. Le modèle est identifié et validé par rapport aux résultats expérimentaux des essais de caractérisation de type Arcan réalisés au cours de cette thèse.

Résumé / Abstract : Resistance spot welding (RSW) is widely used in the automotive industry. However, the prediction of their non-linear mechanical behavior and their failure in structural crashworthiness computations remains a challenge. The introduction of a new generation ofmulti-sheet multi-steel grade spot welded assemblies makes the prediction of their mechanical strength more complex.Despite the increasing use of these assemblies, the experimental study of their mechanical behavior is still very limited, while their macroscopic modeling has not yet been studied. An experimental device based on Arcan principle is thus proposed to characterize the mechanical strength and the failure of three-sheet spot welded assemblies, in pure and combined loads for different loading configurations. A macroscopic modeling approach is also proposed to simulate their mechanical behavior for structural applications. As a first step, a ’connector’ element is proposed, identified and validated for a two-sheet spot welded assembly. Then, a modeling approach using three connectors is proposed to simulate the mechanical behavior and the rupture of a three-sheet multi- steel grade spot welded assembly. An identification methodology is also presented to simplify the identification procedure of the model parameters. The model is identified and validated based on the experimental results of the Arcan tests carried out during this thesis.