Le couplage thermo-mécanique dans un procédé industriel de mise en forme de verre autour d'une griffe metallique = Thermo-mechanical coupling during an industrial forming process of a glass/metal junction
Résumé
La compréhension du procédé d'assemblage des canons à électrons passe par la modélisation numérique de ces différentes étapes. Une baguette de verre est chauffée par des chalumeaux à gaz jusqu'à fusion locale. Ensuite, la partie chaude est appliquée avec une pression donnée sur une série de grilles métalliques. Pendant le refroidissement de l'assemblage ainsi formé, l'ancrage de la griffe dans le verre est assuré par serrage thermoélastique. L'approche scientifique suivie se situe à la fois sur le plan expérimental, analytique et numérique. En particulier, on étudie la nature du contact verre/métal au cours du refroidissement par analyses inverses simples. Pour cela, on effectue différentes manipulations, mettant ou ne mettant pas en évidence le phénomène d'adhésion, et permettant la mesure des contraintes résiduelles par photoélasticimétrie. Ayant ainsi validé le modèle et les calculs, la simulation numérique est appliquée au procédé industriel réel, qui permet de produire des canons électroniques pour tubes de téléviseurs. (French) The forming of a glass/metal junction is studied through numerical simulation. In order to accurately simulate the thermo-mechanical history of the cooling stage, a specific contact algorithm between deformable bodies is used. A Maxwell thermal dependent viscoelastic law is selected to model glass deformation. The interfacial coupling is directly solved with coincident meshes and possible interfacial node relase. The contact phenomena between glass and metal during cooling are investigated through inverse analyses. They are based on different experiments with and without adhesion, allowing photo-elastic measurements of the residual stresses. Final applications to the industrial glass beading process for producing electron guns are presented.