Análisis de la resistencia de un conductor eléctrico en función de los parámetros del proceso de endurecimiento del trabajo y su deometría

En el contexto económico actual, la industria del cable eléctrico enfrenta desafíos técnicos y económicos. De hecho, debido a la globalización de los mercados mundiales y el aumento continuo en el precio de las materias primas necesarias para la fabricación de cables eléctricos, particularmente el cobre, los fabricantes deben adaptar sus modelos económicos para garantizar la sostenibilidad de sus actividades. Por lo tanto, deben establecer una estrategia global para mejorar el rendimiento de los procesos de fabricación, por un lado, por otro lado, para optimizar los parámetros de diseño de los cables eléctricos. El objetivo es parte de un enfoque para optimizar el consumo de materias primas al tiempo que respeta el marco de los requisitos estándar para cables eléctricos. Sin embargo, este objetivo no se puede lograr sin una comprensión detallada de los fenómenos eléctricos, que prevalecen en las estructuras de los cables. Para esto, el estudio de los procesos de fabricación y los parámetros de diseño es esencial para identificar y cuantificar sus impactos en el comportamiento eléctrico, y más precisamente en la resistencia eléctrica total de los cables. Este último generalmente consiste en un núcleo conductor de cobre o aluminio y una o más capas protectoras de materiales dieléctricos y / o metálicos. La investigación se centra principalmente en el estudio de la parte conductora del cable. Esto consiste en hilos unitarios ensamblados en capas concéntricas sucesivas. La forma de los hilos puede ser circular, perfilado, triangular, ovalado, etc. En general, el núcleo conductor se fabrica utilizando procesos de deformación en frío, como el cableado y la compactación. Durante estas operaciones, sufre deformaciones plásticas para alcanzar especificaciones geométricas bien determinadas. Estas deformaciones resultan de los campos de estrés generados por las fuerzas de tracción, torsional, compresión y de fricción específicas de los procesos de fabricación. Se acepta que estas deformaciones influyen en el comportamiento mecánico y eléctrico del núcleo conductor. Desde un punto de vista mecánico, las deformaciones plásticas de los hilos unitarios conducen al endurecimiento al endurecer del material, modificando así sus propiedades mecánicas generales. Esto da como resultado un aumento en el límite elástico del material y una rigidez mecánica más pronunciada en la tracción del núcleo conductor. Se entiende que las modificaciones observadas no son las mismas de un diseño a otro. Luego dependen de los parámetros de diseño, como el número y la forma de los hilos elementales, el número de capas, el tono de cableado, la dirección del cableado, la velocidad de compactación (velocidad de compresión del núcleo), la forma y el tamaño de la inter- Áreas de contacto de hebra. Desde un punto de vista eléctrico, todas estas variaciones deben estudiarse para cuantificar sus impactos, al mismo tiempo en la conductividad eléctrica del material, la distribución de la corriente y la resistencia eléctrica total del cable. La investigación se centra en el análisis del comportamiento eléctrico de los hilos conductores de los cables eléctricos, y más específicamente en su resistencia eléctrica total.
El análisis se referirá principalmente al estudio de la resistencia eléctrica en modo estacionario (corriente continua). Los objetivos industriales giran en torno a los siguientes puntos:
 Comprender los fenómenos eléctricos que reinan en las almas conductoras,
 Tamaño Los núcleos conductores para obtener una resistencia eléctrica específica,
 Reduce el consumo de materias primas, particularmente el cobre.
Para lograr estos objetivos, el uso de herramientas de cálculo basadas en modelos numéricos para predecir el comportamiento mecánico y eléctrico de los conductores.
Primero, la reproducción de los procesos de cableado y compactación nos permitirá aproximar los campos de deformación del núcleo conductor y la forma real de las áreas de contacto entre cadenas. En segundo lugar, el análisis eléctrico determinará sus influencias en la conducción de corriente y, por lo tanto, en la resistencia eléctrica total del núcleo conductor.
Estos modelos, basados ​​en el método de elementos finitos, se utilizarán para cuantificar la influencia de los parámetros de los procesos de cableado y compactación en las propiedades eléctricas de los núcleos conductores. Los resultados de las simulaciones se utilizarán para establecer un conjunto de parámetros de diseño para optimizar el consumo de la materia prima.
El núcleo conductor sufre deformaciones plásticas mediante el endurecimiento de la tensión del material durante la fabricación; Luego será útil analizar sus influencias en la conductividad eléctrica del material.
Desde un punto de vista cristalográfico, estas deformaciones plásticas se deben a la formación, la multiplicación y el desplazamiento de defectos lineales móviles en la red de cristal del metal.
Estos defectos se llaman dislocaciones. El creciente número de dislocaciones producidas durante las deformaciones plásticas y su interacción entre sí (o con impurezas, precipitados, etc.) conduce a que su movilidad se reduzca. Esto da como resultado el endurecimiento de la estructura metalúrgica del metal.
Este fenómeno se llama "endurecimiento". Esto también causa una disminución en el tamaño de grano, lo que aumenta el número de límites de grano en la estructura del metal.
Además, los defectos y vacantes contenidos en la red de cristal del metal constituyen obstáculos frente a los portadores de cargas eléctricas (electrones).
Estas variaciones causan una degradación de la conductividad eléctrica del material, pero también una distribución desigual de la misma en la sección del núcleo conductor.
La resistencia de contacto eléctrico y la variación en la conductividad eléctrica en función del endurecimiento por deformación del material se caracterizarán experimentalmente.
Luego, este último se utilizará en modelos numéricos definiendo una estrategia de acoplamiento mecánicoeléctrico, lo que permite tener en cuenta la influencia de la resistencia de contacto y el endurecimiento de la tensión en la resistencia eléctrica total de los cables.