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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Mohammad Jahazi
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PLAN DE COURS
Automne 2017
MEC624 : Technologie de la mise en forme (3 crédits)
Préalables
Aucun préalable requis
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Ce cours permet aux étudiants d’approfondir leurs connaissances et leur compréhension de
différents procédés de mise en forme utilisés dans l’industrie de la mise en forme. Ils pourront juger les avantages et les inconvénients de chaque classe de procédé pour une application
donnée, afin de pouvoir les comparer et faire un choix optimal, tant au niveau matériau que
procédé et cout de fabrication.
A la fin de ce cours, l‘étudiant sera en mesure :
• de considérer, pour un procédé de fabrication donné, l’influence des paramètres de fabrication sur le coût, l’intégrité (présence de défauts) et les performances d’une pièce fabriquée;
• à partir d’une pièce existante, de proposer et argumenter des alternatives possibles
pour optimiser une ou plusieurs contraintes imposées par l’utilisateur (le coût, la
performance, l’esthétique, la disponibilité du matériau sur le marché, etc.);
• d’analyser à l’aide des instruments modernes de caractérisation les hétérogénéités des
pièces fabriquées;
• d’évaluer comment la succession des procédés de mise en forme dans la chaine de
production influence les propriétés en service;
• de proposer un plan d’action de recherche et développement pour résoudre un
problème de fabrication d’une pièce donnée ou formuler une solution technologiquement valable;
• de produire en groupe des rapports techniques présentant l’avancé d’une démarche de recherche et développement à un supérieur hiérarchique (le professeur).
Classification des principales familles de matériaux utilisés en fabrication et les procédés de
mise en forme spécifique à chaque classe. Description des principes mises en oeuvre lors des
procédés de mise en forme primaire (coulée), secondaire (déformation à chaud et à froid) et
autres (soudage, fabrication additive, revêtement, etc.). Analyse des avantages et limites de
chaque famille de procédé. Influence de la friction, lubrification, vitesse de mise en forme,
température, humidité, sur la qualité de la pièce produite Présentation des techniques de
caractérisation avancées pour l’étude des matériaux et de leurs propriétés. Introduction à
l’influence des paramètres de mise en forme sur la présence d’hétérogénéités microstructurales,
contraintes résiduelles et propriétés mécaniques et dimensionnelles. Cas particulier des
traitements de surface (plaquage, usinage, grenaillage, chauffage par induction, etc.). Étude de
l’interaction entre les caractéristiques du matériau, paramètres du procédé et propriétés
demandées par le cahier de charge (résistance mécanique E, Re, Rm, fatigue, fluage).
Activités pédagogiques en équipe (Projet pratique sur des problématiques industrielles,
familiarisation avec des équipements de mise en forme de pointe (forge, Gleeble, induction) et
outils de caractérisation (microscope confocal, MEB, MFA, mesure de contrainte résiduelle)
Objectifs du cours
À la fin du cours, l'étudiant pourra, avec l'aide de ses notes de cours et volumes de référence :
- Connaître les différentes classes de matériaux métalliques utilisés en industrie;
- Connaître les différents mécanismes de durcissement qui sont déterminants dans la capacité de mise en forme des métaux et alliages métalliques;
- Connaître l'influence de la températrue, de la déformation et du taux de déformation lors de la mise en forme;
- Devenir familier avec les paramètres fondamentaux de la mise en forme à chaud;
- Faire l'analyse des procédés de mise en forme par déformation plastique, en appliquant les connaissances acquises;
- Être en mesure de simuler la mise en forme de géométries à parois minces en matériaux métalliques avec un logiciel d'éléments finis :
- réaliser des simulations statiques,
- réaliser des simulations dynamiques,
- calculer les efforts de formage,
- prédire les contraintes résiduelles,
- mesurer le retour élastique,
- Appliquer les notions acquises dans le cadre du cours pour mener à bien un projet concret de choix d'un procédé de mise en forme et à présenter un rapport technique, en collaboration avec les autres membres de son équipe.
Stratégies pédagogiques
| Enseignement magistral |
3 h / semaine x 13 semaines |
39 h |
| Travaux dirigés sur la conception et l'analyse des assemblages en utilisant la méthode des éléments finis (Ansys Workbench) |
2 h / semaine x 12 semaines |
24 h |
| Étude personnelle : révision de la théorie |
3 h / semaine x 12 semaines |
36 h |
Utilisation d’appareils électroniques
Sans objet
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Lundi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| Mercredi | 08:45 - 10:45 | Travaux pratiques et laboratoire |
Coordonnées de l’enseignant
Cours
| 3 h |
C1. Introduction et mécanismes de durcissement (MJ) |
| 3 h |
C2. Alliages d'aluminium et les aciers (MJ) |
| 3 h |
C3. Alliages de titane et superalliages (MJ) |
| 3 h |
C4. Évolution de la microstructure lors de la mise en forme 1 (MJ) |
| 3 h |
C5. Évolution de la microstructure lors de la mise en forme 2 (MJ) |
| 3 h |
C6. Examen intra (MJ) |
| 3 h |
C7. Introduction simulation EF (HC) |
| 3 h |
C8. Stamping and die design (JG) |
| 3 h |
C9. Sheet metal forming (process & simulation) (JG) |
| 3 h |
C10. Simulation EF non-linéaire (HC) |
| 3 h |
C11. Die design and Introduction to tool steel (JG) |
| 3 h |
C12. Friction (HC-JG) |
| 3 h |
C13. Présentation des projets (MJ+JG+HC) |
Laboratoires et travaux pratiques
Voir le tableau des activités à la section "Autre".
Utilisation d'outils d'ingénierie
Ansys WorkBench et LS-Dyna
Évaluation
| Activités |
Descriptions |
% |
| Projet |
Teamwork |
40 |
| Examen intra |
Écrit |
30 |
| Examen final |
Écrit |
30 |
Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 16 octobre 2017 |
Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux
Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.
Dispositions additionnelles
Selon la réglementation de l'ÉTS
Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Documentation obligatoire
- Fundamentals of Modern Manufacturing, M.P. Groover, Wiley, 2007.
- Des matériaux, Jean-Paul Bailon, Jean-Marie Drolot, Presses internationales Polytechnique, 2010.
- Manufactuting Technology for Aerospace Structural Materials, F.C. Campbell, Elsevier, 2006.
- Die design fundamentals (2nd edition), Authors: Paquin, J.R.; Crowley, R.E.
- Die design handbook, Author: Smith, David A.
- Heat treater's guide: standard practices and procedures for steel, Authors: Unterweiser, Paul M.; Boyer, Howard E.; Kubbs, James J.
- Non-linear Finite Element Analysis of Solids and Structures, 2nd edition, de borst R. et al, Wiley 2012.
- Finite element plasticity and metal forming analysis, Rowe G.W. et al, Cambridge University Press, 1991.
Ouvrages de références
Sans objet
Autres informations
Calendrier A2017 - MEC624-01
Cours : Lundi, 13h30 - 17h00, local B-1510
Labs : Mercredi 8h45 - 10h45, locaux A-4520, A-1220 (Sim. EF), A-2150 (MTS)
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Semaine
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Lundi
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Mardi
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Mercredi
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Jeudi
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Vendredi
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1
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4 sept
Fête du travail
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5 sept
Début de la session
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6 sept
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7 sept
Activités Étudiantes
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8 sept
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2
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11 sept
C1
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12 sept
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13 sept
Lab1 - Sim. EF
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14 sept
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15 sept
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3
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18 sept
C2
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19 sept
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20 sept
Lab2 - MTS1
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21 sept
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22 sept
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4
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25 sept
C3
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26 sept
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27 sept
Lab3 - Sim. EF
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28 sept
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29 sept
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5
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2 oct
C4
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3 oct
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4 oct
Lab4 - MTS2
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5 oct
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6 oct
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|
6
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9 oct
Action de grâces
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10 oct Lundi
C5
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11 oct
Lab5 - Sim. EF
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12 oct
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13 oct
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7
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16 oct
C6
Examen Intra
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17 oct
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18 oct
Lab6 - Sim. EF
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19 oct
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20 oct
|
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8
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23 oct
C7
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24 oct
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25 oct
Lab7 - Sim. EF
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26 oct
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27 oct
|
|
9
|
30 oct
C8
|
31 oct
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1er nov Jeudi
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2 nov
Relâche
|
3 nov
Relâche
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10
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6 nov
C9
|
7 nov
|
8 nov
Lab8 Sim. EF
|
9 nov
|
10 nov
|
|
11
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13 nov
C10
Date limite abandon
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14 nov
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15 nov
Lab9 - Sim. EF
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16 nov
|
17 nov
|
|
12
|
20 nov
C11
|
21 nov
|
22 nov
Lab10 - Sim. EF
|
23 nov
|
24 nov
|
|
13
|
27 nov
C12
|
28 nov
|
29 nov
Lab11 - Sim. EF
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30 nov
|
1er dec
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14
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4 déc
C13
|
5 déc
|
6 déc
Lab12
Finalisation projet
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7 déc
|
8 déc
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15-16
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11 - 22 décembre : Période des examens finaux
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Période d’entrevue de stage
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