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									MATERIAUX INNOVANTS
       Plateforme transversale

          >>> Une collaboration des clusters
               Aéronautique
                     Auto-Mobilité
                                Espace
     MATERIAUX
        INNOVANTS
                       Plateforme transversale


La modélisation au service des
nouveaux matériaux - Objectifs

   Aide au design
   Réduction des coûts de développement
   Accélération des développements et de l’insertion de nouveaux
    produits
   Aide au contrôle qualité et amélioration de la qualité
   Diminution du coût de production
   Amélioration des performances
   Augmentation de la durée de vie
   Compréhension fine du produits, augmentation du savoir et du
    savoir-faire
   …
    MATERIAUX
       INNOVANTS
                     Plateforme transversale


La modélisation au service des
nouveaux matériaux - Domaines

   Compréhension du matériau et paramétrisation (lois de
    comportement et transition d’échelle)
   Choix du matériau et conception objet (sélection charts,
    optimisation design)
   Synthèse (ex: cinétique chimique, diffusion, …)
   Mise en oeuvre (ex: coulée continue, frittage, …)
   Usinage / découpage
   Mise en forme (ex: laminage, emboutissage, RTM, , …)
   Traitements de surface (ex: revêtement, laser, surface
    hardening)
   Assemblage (ex: soudage, collage, rivetage)
   Réponse physique (mécanique, électrique, thermique, chimique,
    magnétique, …)
   Endommagement (rupture ductile, fragile, fatigue,
    vieillissement, …)
   Optimisation (analyse inverse, opti process, forme, etc.)
    MATERIAUX
       INNOVANTS
                        Plateforme transversale




Compréhension fine et paramétrisation

   Exemples: nouvelles lois de
    comportement pour très
    grandes (crash) ou très
    petites vitesses de
    déformation (superplastic
    forming) (ex: ULG ASMA,
    LTAS, M&S,…)
   Approches multi-échelles de
    modélisation de matériaux
    hétérogènes (composites,
    alliages métalliques, matr
    poly-cristallins et semi-
    cristallins, matériaux poreux,
    mousses) (ex: UCL mema,
    ex-Stream, Cenaero, ULG
    M&S, ULG ASMA, LTAS,
    ULB MSM, …)
     MATERIAUX
        INNOVANTS
                       Plateforme transversale




Mise en œuvre
                                                 Images rapport
                                                 d’activités CRIF 2004

   Ex: modélisation de la
    coulée continue avec
    modèle métallurgique et
    prédiction des contraintes
    résiduelles (CRIF, ULG
    M&S, Open Engineering, …)


   Ex: modélisation du
    prototypage rapide (CRIF,
    ULG)

                                                           Image rapport
                                                           d’activités CRIF 2002
     MATERIAUX
        INNOVANTS
                        Plateforme transversale




Mise en forme

   Ex: logiciels de mise forme
    des matériaux (Metafor
    (ULG-LTAS), Morfeo
    (Cenaero), Lagamine (ULG
    M&S), Samcef, FPMS, …)

   Nouveaux procédés de mise
    en forme (incremental
    forming, thixoformage,
    hydroformage, …) (ULG
    ASMA, LTAS, M&S, FPMS)
     MATERIAUX
        INNOVANTS
                        Plateforme transversale




Assemblage

   Modélisation et optimisation
    des nouveaux procédés de
    soudage. Ex: friction stir
    welding, soudure laser,
    electron beam welding (ex:
    Cenaero, UCL-PRM,
    Samtech, …)

   Modélisation et contrôle
    qualité des assemblages
    collés (ex: ULG LPMT, UCL
    IMAP, Cenaero, Samcef …)
     MATERIAUX
        INNOVANTS
                       Plateforme transversale




Réponse physique

   Différents types d’analyse. (mécanique statique, dynamique,
    vibratoire, électrique, magnétique, thermique, réponse
    couplées, piézo-électriques, etc.)
   De nombreux outils (Samcef, Europlexus, Metafor, Lagamine,
    Oofelie, Morfeo, … + Divers outils « maison » (centres de
    recherche, universités, industriels ))
   De nombreuses recherches dans le domaine
   De nombreux experts (UCL, ULG, ULB, FPMS, Cenaero, Crif,
    Samtech, GDTech, eX-stream, ALC Tournai, etc…).
      MATERIAUX
         INNOVANTS
                                 Plateforme transversale




Endommagement

   Ex: modèles de comportement en
    rupture ductile et/ou fragile (UCL Imap,
    ULG M&S, ULG LTAS, FPMS, …)
   Ex: modèles non-locaux, approches à
    gradients (ULB)
   Ex: modèles de délamination dans les
    composites (ULG, ULB, Cenaero)
   Ex: analyse fatigue (Samcef, ULB
    (SCMERO), ULG LTAS, FPMS…)
   Ex: analyse fatigue et propagation de
    fissures (Cenaero, Samtech (Samcef),
    …)
   Ex: fatigue thermomécanique (Cenaero,
    Samcef, ULG LTAS Metafor, …)
   Ex: fatigue LCF (ULG M&S, …)
   Ex: approches probabilistes de la rupture
    (ULB, Cenaero, …)
    MATERIAUX
       INNOVANTS
                   Plateforme transversale




Optimisation et analyse inverse

   Identification des paramètres matériaux
   Optimisation de process
   Optimisation de forme
   Contraintes et objectifs matériaux, process,
    géométrie mais également coût et masse, …
   De nombreuses compétences en RW
    (Samtech (Boss), Cenaero (MAX), Open
    Engineering, ULB, ULG, …)
Structure des projets

   Structure indispensable:
    –   Spécificateur industriel : besoin et cas tests
        industriels
    –   Numéricien : transfert technologique,
        implémentation, développement, puissance calcul
    –   Acaédmique : développement, validation
        expérimentale
Exemples de projets actuels orientés ‘matériaux et/ou
procédés’ intégrant la modélisation. Projets impliquant
industriels, centres de recherches et universités


   Winnomat Titaero (UCL, ULG, Techspace-Aero, Cenaero)
    Etude d’un nouvel alliage de titane. Etude micro-macro, nouvelles
    lois de comportement, étude expérimental exhaustive, validation
    sur cas industriels
   Winnomat ACIETRIP (UCL, ULB, CRM, Arcelor) Approche
    similaire mais pour acier multiphasés à plasticité de
    transformation
   Projet PROMETA-PROINDU (ULG, Arcelor, GDTech)
    Modélisation du profilage de tôles pour acier à très haute
    résistance
   Projet FP6 Deepweld (Cenaero, Samtech, UCL, Sonaca, …)
    Modélisation du procédé de soudure par friction malaxage
Pistes (modélisation et matériaux
nouveaux)

   Les approches multi-échelles nano-micro-méso-
    macro pour la compréhension de mécanismes
    physiques et mécaniques (nouveaux alliages,
    composites, matériaux polycristallins ou semi-
    cristallins, matériaux endommagés, …)
   Les matériaux composites avancés – atelier logiciel
    en soutien d’un atelier de fabrication
   Nouveaux modèles tribologiques dans codes de
    calcul en soutien des nouveaux traitements de
    surfaces, y compris lubrification et matériaux auto-
    nettoyants
Pistes

   Platerforme logicielle d’identification des
    paramètres matériaux - nouvelles
    procédures de sélection.
   Les nouvelles techniques d’assemblage, en
    relation avec les nouveaux matériaux (FSW,
    collage, …)
   Les nouvelles techniques de mise en forme
    (hydroformage, thixoformage), qui exigent
    une connaissance très fine du matériau
Pistes

   Optimisation de process / approche intégrée
   Modèles de prédiction de microstructures (métallurgie,
    transformations de phases, composition, …), y compris dans
    des conditions extrêmes / approches fortement couplées
   Matériaux dits ‘intelligents’, actifs ou passifs instrumentés
   Prédiction de la réponse des Micro Electro Mechanical
    Systems (MEMS). Optimisation des MEMS. Lois de
    comportement pour MEMS.
   Plateforme logiciel pour la mise en forme: sélection des outils
    les plus adaptés en fonction de l’application et du matériau

								
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