Analyse mécanique du battage des feuilles d'or

National audienceOn décrit le procédé de fabrication des feuilles d'or fines (0,2 μm) par fonderie, laminage et deux battages, puis on rappelle le mécanisme de " colline de frottement " qui fixe l'épaisseur finale (17 μm) obtenue par laminage. On analyse par la méthode des tranches un coup du second battage où la pile est constituée de feuilles d'or et de PET. On suppose le polymère élastique, le métal rigide-parfaitement plastique, le marteau plat et le frottement de Coulomb. Une zone périphérique avec glissement entre les feuilles coexiste avec une zone centrale sans glissement. L'amincissement du polymère l'étire dans la zone périphérique, ce qui met en bi-traction les feuilles d'or et produit leur amincissement. Les ordres de grandeur calculés (énergie, nombre de coups) sont compatibles avec la pratique

Analytical correlation of indentation experiments

International audienceWe improve the analysis of indentation by the model of the expansion of a spherical cavity by considering a generalisation of the velocity field proposed by Avitzur for metal extrusion: its components vary with the distance to the indenter apex r as 1/rs with s a free parameter. By neglecting the material displacement we apply this model to conical indentation (apical angle 2θ) of an elastic solid (Young's modulus E), a rigid perfectly plastic (RPP) solid (yield stress σ0) and elastic perfectly plastic (EPP) solids with indentation index X=(E*/σ0)cot(θ) and estimate the hardness H and the shape ratio c=hc/h where h and hc are the penetration depth and the contact depth. s is determined by minimising the total work (elastic case) and the plastic power (RPP and EPP cases). The results of the model are in agreement with the available exact results (elastic case) and numerical ones(RPP and EPP cases)

An electrostatic model for energies of molecules in solution

A model for solute-solvent interactions is considered, in which the solute molecule is placed in a cavity surrounded by a dielectric, as originally treated by Kirkwood and Westheimer. In the present version, each atom of the solute molecule is assigned a polarizability and a fixed partial charge, determined by semiempirical methods. These charges induce dipole moments at the atoms and polarize the dielectric. Each induced dipole is calculated by a rigorous treatment of its interactions with the charges and dipoles of the other atoms and with the dielectric. The electrostatic free energy for the molecule is determined as the reversible work to polarize the atoms and the surrounding dielectric and to assemble the charges and induced dipoles in their final positions within the cavity. In turn, molecular dipole moments and free energies of proton and electron transfer among related molecules may be calculated. Explicit formulas are derived for the case of a spherical cavity;Semiempirical determinations for some of the input parameters required by this model were made for several groups of related compounds, based on experimental dipole moments and free energies of charge transfer at 25(DEGREES)C. Generally, single most stable conformations of the molecules were used, and systematic procedures were developed to center each molecule inside its cavity and to generate the cavity radii. In this manner, a single radius increment (used to generate cavity radii based on molecular size and shape) and set of atom charges for the carboxyl and carboxylate groups of six mono- and dicarboxylic acids were determined, for which the calculated free energies of proton transfer with acetic acid in water agreed with experimental values to within an average deviation of 0.65 kJ/mol. When these same charges were used for calculations of proton transfer between the rather elongated bicyclo2.2.2octane-1-carboxylic acid and the 4-substituted acid in water, the radius increments used had to be modified by as much as 0.12 (ANGSTROM) to produce comparable agreement with experiment. Moreover, a single set of atom charges for the amino groups of five primary amines in the gas phase was determined, for which the calculated free energies of electron transfer with methylamine and calculated dipole moments agreed with the corresponding experimental values to within average deviations of 2.52 kJ/mol and 0.13 D, respectively. Finally, a series of calculations was done for the molecules CXY(,3), CX(,2)Y(,2), and CX(,3)Y (X, Y = H, F, Cl, Br, or I) to determine single sets of charges for atoms X and Y which produced agreement with experimental gas phase dipole moments to within an average deviation of 0.09 D. These results suggest that free energies of charge transfer may be explained largely in terms of electrostatic free energies. In addition, it was noted that interactive atom polarization contributes significantly to the total molecular dipole moment

Mesure du frottement en forge à froid par l'essai de forgeage en T

National audienceAprès une revue critique des essais classiques de frottement en forge à froid, cet article présente un nouvel essai permettant la mesure du frottement sur la surface latérale d'un lopin : le forgeage en T, combinant écrasement et extrusion d'un cylindre entre un tas plat et une matrice présentant un sillon en V. Les simulations numériques montrent que la courbe force F-course C et la hauteur de la partie extrudée H sont sensibles au frottement. Les coefficients de frottement (Coulomb, Tresca) sont déduits de la pente dF/dC dans le 1er stade d'essai et du couple final (Ff, Hf). Par simulation numérique on a optimisé la géométrie de la matrice. Des essais ont permis de vérifier le modèle et de mesurer le frottement induit par phosphatation/savonnage, une huile, un mélange phosphatation/savonnage/huile

Simulation expérimentale et numérique de l'interaction abrasifs/matière dans le sciage à fil des plaques de silicium

National audienceDes essais de tribométrie ont fourni la pression de contact fil/silicium, le coefficient de frottement μ et la vitesse d'enlèvement de matière K. Diverses observations et considérations théoriques montrent que les grains abrasifs induisent un micro-usinage ductile du silicium. Le processus élémentaire d'enlèvement de matière est modélisé numériquement avec le logiciel FORGE2® comme le glissement d'un dièdre à la surface du silicium considéré comme un corps élastique-parfaitement plastique. Selon les valeurs de l'angle d'attaque du dièdre et du coefficient de frottement dièdre/silicium, le dièdre produit la formation d'une vague plastique, d'un bourrelet adhésif ou arête rapportée ou d'un copeau. Les valeurs de μ et K ainsi déduites sont en bon accord avec les valeurs expérimentale

Mechanical analysis of indentation experiments with conical indenter

Conference on Instrumented Indentation Testing in Materials Research and Development , Iraklion, Greece, October 07-14, 2005International audienceThe finite element method was used to study the pyramidal indentation of elastic perfectly plastic (EPP) solids. The ratio of the effective elastic modulus, E*, to the flow stress, σ0, ranged from 2.79 (quasielastic solid) to 2790 (quasirigid perfectly plastic (quasi-RPP) solid). The frictional shear stress was taken as equal to zero or its maximal value. First we analyzed the two-dimensional indentation with a rigid axisymmetric cone (semiapical angle θ = 70.3°). We determined the evolution with the indentation index, X = (E*/σ0)cot θ, of the indent profile, the shape ratio, c = hc /h where h (hc ) is the indentation (contact) depth, and the hardness, H. The influence of friction becomes significant for X > 10. We validated our results by comparison with the results related to RPP solid and the results of three-dimensional numerical simulation of the Vickers and Berkovich pyramidal indentation for X = 1, 30 and 100. A method for interpreting the results of instrumented indentations is proposed and compared with the Oliver and Pharr method

Une méthode d'identification de la rhéologie du métal et du lubrifiant lors du tréfilage

National audienceNous montrons comment l'analyse thermomécanique élémentaire d'une passe de tréfilage et la mesure de la force et d'une température de filière pour divers lubrifiants permettent d'identifier le travail de déformation plastique lié à la réduction du fil, ainsi que les cissions de frottement relatives aux lubrifiants utilisés. Nous présentons le protocole expérimental et discutons la relation entre la formulation des lubrifiants et le frottement estimé

Innovationsverhalten der deutschen Wirtschaft : Ergebnisse der Innovationserhebung 1993

Ein Schlüsselfaktor für das wirtschaftliche Wachstum und für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft bilden die Innovationsanstrengungen der Unternehmen. Durch die Globalisierung der Märkte wird die Fähigkeit, neue Produkte, neue technische Verfahren und Ideen hervorzubringen und am Markt umzusetzen, immer wichtiger. Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) hat daher eine jährlich stattfindende repräsentative Erhebung "Zukunftsperspektiven der deutschen Wirtschaft" in Auftrag gegeben, das Innovationsverhalten in den alten und neuen Bundesländern zu erfassen. Die damit beauftragten Institute - das Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) und das Institut für Angewandte Sozialwissenschaft (infas) - haben im Mai Fragebögen an über 13000 zufällig ausgewählte Unternehmen des 'Produzierenden Gewerbes' und des 'unternehmensnahen Dienstleistungssektors' im gesamten Bundesgebiet gesandt. Etwa 3000 Unternehmen aus den alten und neuen Bundesländern beteiligten sich an der Umfrage. Parallel zu der Innovationserhebung in Deutschland wurden in der gesamten EG Unternehmensbefragungen mit den gleichen Fragestellungen durchgeführt. Damit gelingt es zum ersten Mal, eine international vergleichbare Datenbasis zu schaffen, die durch die geplante Teilnahme der USA und Japans auf alle Länder der Triade erweitert wird. In diesem Bericht stehen folgende Aspekte des Innovationsverhaltens im Vordergrund: • Ziele von Innovationsaktivitäten • Hemmnisse für die Innovationstätigkeit von Unternehmen • die Messung der Innovationsaktivitäten und des Innovationserfolges sowie • die Rolle von FuE-Kooperationen und ihre Bedeutung für den Innovationserfolg

Innovationsverhalten der deutschen Wirtschaft : Methodenbericht zur Innovationserhebung 1993

Bei dem vorliegenden Bericht handelt es sich um eine überarbeitete Version des Berichtes an das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT). Veränderungen erfuhr dabei Kapitel 8 "Die Messung von Innovationsaktivitäten anhand von Innovations- und FuElntensitäten". Gingen im ursprünglichen Bericht alle Unternehmen in die Hochrechnung ein, so wurden bei der Neuberechnung eine geringe Zahl von Unternehmen mit sehr hohen Gewichten und weit überdurchschnittlichen Intensitäten aus der Hochrechnung ausgeschlossen. Außerdem wurde eine Variante der Verhältnisschätzung mit aufgenommen, deren Verwendung für kleine Stichproben empfohlen wird, Die Ergebnisse der freien Hochrechnung ohne Berücksichtigung der Schichtung werden dafür nicht mehr ausgewiesen. Eine Neubehandlung erfuhren auch die Geschäftsbereiche. Wurden sie ursprünglich zum Gesamtunternehmen aggregiert, so werden sie nun als eigenständige Unternehmen behandelt

Measurement of friction in a cold extrusion operation: Study by numerical simulation of four friction tests

International audienceThe measurement of friction in the industrial metal working operations is a complex problem because the friction test must impose at the tool/metal interface conditions similar to those in the industrial operations. So in the European Network VIF (Virtual Intelligent Forging), a workshop (WP3) was held to evaluate friction condition in cold forging by using numerical simulation and experimental methods. It was chosen an industrial cold extrusion operation, in which a low carbon steel bar, covered with phosphate layer and soap, was drawn, cropped and then formed by extrusion. In order to know the friction condition in this industrial extrusion operation, four kinds of friction tests, forward extrusion, double-cup extrusion, upsetting-sliding test and T-shape compression were carried out in four labs, IPU, DIMEG, LAMIH and CEMEF, respectively. In a first preliminary step we simulate the drawing and extrusion operations in order to estimate the contact conditions in extrusion along the container and the die surfaces. Then by numerical simulation we estimate the contact conditions in the friction tests and define the parameters of the tests which insure the better similarity with the industrial operation. In the next step experiments will be performed in order to compare the results of these various friction tests