Étude des possibilités de la méthode X-FEM pour la simulation numérique de la coupe

Study of the X-FEM method possibilities for the simulation of machining

Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique, GeM- UMR CNRS 6183, École Centrale de Nantes, BP 92101-1, Rue de la Noë, 44321 Nantes Cedex 03, France

Auteur de correspondance : yosra.guetari@ec-nantes.fr

Reçu : 25 Février 2005
Accepté : 21 Mars 2005

Résumé

Nous introduisons dans cet article une application de la méthode des éléments finis étendus (X-FEM) au cas de la simulation numérique de la coupe, qui se trouve encore confrontée à des limitations d'ordre numérique. La gestion du problème du contact à l'interface outil/copeau est présentée, et l'intérêt du couplage entre X-FEM et la méthode des level-sets pour ce problème est mis en valeur. Les résultats de la validation, effectuée sur des exemples typiques, sont détaillés. Les premières validations sur un test d'usinage sont ensuite présentées, pour une loi de comportement de type fluide newtonien. Nous dégageons enfin les améliorations futures que la méthode est à même d'apporter à la simulation numérique de la coupe.

Abstract

This paper introduces an application of the eXtended Finite Element Method (X-FEM) to the case of machining simulation, which is still subjected to numerical limitations. The treatment of the contact problem at the tool/chip interface is presented, and highlights the interest of the coupling of X-FEM with the Level Set method. Validation results are detailed through typical examples. We then present the first simulations of chip formation, using a newtonian fluid law for the machined material, and extract the future improvements that the method is able to provide to the cutting numerical simulation.