Analiza odporności przewodu elektrycznego w funkcji parametrów procesu utwardzania pracy i jego deometrii

W obecnym kontekście ekonomicznym przemysł kabli elektrycznych stoi przed wyzwaniami technicznymi i ekonomicznymi. Rzeczywiście, z powodu globalizacji rynków światowych i ciągłego wzrostu ceny surowców niezbędnych do produkcji kabli elektrycznych, zwłaszcza miedzi, producenci muszą dostosować swoje modele ekonomiczne, aby zapewnić zrównoważenie ich działalności. Muszą zatem wprowadzić globalną strategię poprawy wydajności procesów produkcyjnych z jednej strony, a z drugiej strony, aby zoptymalizować parametry projektowe kabli elektrycznych. Celem jest podejście do optymalizacji zużycia surowców przy jednoczesnym poszanowaniu ram standardowych wymagań dotyczących kabli elektrycznych. Jednak tego celu nie można osiągnąć bez szczegółowego zrozumienia zjawisk elektrycznych, które panują w strukturach kabli. W tym celu badanie procesów produkcyjnych i parametrów projektowych jest niezbędne w celu zidentyfikowania i kwantyfikacji ich wpływu na zachowanie elektryczne, a dokładniej na całkowitą odporność elektryczną kabli. Ten ostatni ogólnie składa się z przewodzącego rdzenia miedzi lub aluminium oraz jednej lub więcej ochronnych warstw dielektrycznych i / lub metalicznych materiałów. Badania koncentrują się głównie na badaniu przewodzącej części kabla. Składa się z jednostkowych pasm zmontowanych w kolejnych koncentrycznych warstwach. Kształt pasm może być okrągły, profilowany, trójkątny, owalny itp. Zasadniczo rdzeń przewodzący jest wytwarzany przy użyciu procesów deformacji zimnej, takich jak okablowanie i zagęszczenie. Podczas tych operacji ulega odkształceniu tworzyw sztucznych, aby osiągnąć dobrze określone specyfikacje geometryczne. Deformacje te wynikają z pól naprężeń wytwarzanych przez siły rozciągające, skrętne, ściskające i tarcia specyficzne dla procesów produkcyjnych. Przyjmuje się, że deformacje te wpływają na zachowanie mechaniczne i elektryczne rdzenia przewodzącego. Z mechanicznego punktu widzenia deformacje plastikowe nici jednostkowych prowadzą do stwardnienia poprzez utwardzenie odkształcenia materiału, modyfikując w ten sposób jego ogólne właściwości mechaniczne. Powoduje to wzrost elastycznej granicy materiału i bardziej wyraźną sztywność mechaniczną w trakcji przewodzącego rdzenia. Rozumie się, że obserwowane modyfikacje nie są takie same od jednego projektu do drugiego. Są one następnie zależne od parametrów projektowych, takich jak liczba i kształt nici elementarnych, liczba warstw, skok okablowania, kierunek okablowania, szybkość zagęszczania (szybkość kompresji rdzenia), kształt i rozmiar między- Obszary kontaktowe Strand. Z elektrycznego punktu widzenia należy zbadać wszystkie te zmiany w celu oszacowania ich wpływu, jednocześnie na przewodność elektryczną materiału, rozkład prądu i całkowitą rezystancję elektryczną kabla. Badanie koncentruje się na analizie zachowania elektrycznego przewodzących nici kabli elektrycznych, a dokładniej na ich całkowitym oporze elektrycznym.
Analiza będzie dotyczyć głównie badania oporności elektrycznej w trybie stacjonarnym (prąd stały). Cele przemysłowe obracają się wokół następujących punktów:
 Zrozum zjawiska elektryczne, które panują w przewodzących duszach,
 Rozmiar rdzeni przewodzących w celu uzyskania specyficznego oporu elektrycznego,
 Zmniejsz zużycie surowców, szczególnie miedzi.
Aby osiągnąć te cele, zastosowanie narzędzi obliczeniowych opartych na modelach numerycznych do przewidywania zachowań mechanicznych i elektrycznych przewodów.
Po pierwsze, reprodukcja procesów okablowania i zagęszczania pozwoli nam przybliżyć pola deformacji rdzenia przewodzącego i rzeczywisty kształt obszarów styku między nici. Po drugie, analiza elektryczna określi ich wpływ na przewodzenie prądu, a zatem na całkowity oporność elektryczna rdzenia przewodzącego.
Modele te, oparte na metodzie elementu skończonego, zostaną wykorzystane do kwantyfikacji wpływu parametrów procesów okablowania i zagęszczania na właściwości elektryczne rdzeni przewodzących. Wyniki symulacji zostaną wykorzystane do ustalenia zestawu parametrów projektowych w celu optymalizacji zużycia surowca.
Rdzeń przewodzący ulega deformacji tworzyw sztucznych poprzez utwardzanie odkształcenia materiału podczas produkcji; Przydatne będzie wówczas analiza ich wpływów na przewodność elektryczną materiału.
Z krystalograficznego punktu widzenia te deformacje plastyczne są spowodowane tworzeniem, mnożeniem i przemieszczeniem mobilnych defektów liniowych w kryształowej sieci metalu.
Wady te nazywane są zwichnięcia. Rosnąca liczba zwichnięć wytwarzanych podczas deformacji tworzyw sztucznych i ich interakcja ze sobą (lub z zanieczyszczeniami, osadami itp.) Prowadzi do zmniejszenia ich ruchliwości. Powoduje to utwardzenie struktury metalurgicznej metalu.
Zjawisko to nazywa się „stwardnieniem”. Powoduje to również spadek wielkości ziarna, zwiększając w ten sposób liczbę granic ziarna w metalowej strukturze.
Ponadto wady i wakaty zawarte w kryształowej sieci metalu stanowią przeszkody w stosunku do nośników ładunków elektrycznych (elektronów).
Zmienności te powodują degradację przewodności elektrycznej materiału, ale także jego nierównomierny rozkład w części rdzenia przewodzącego.
Odporność styku elektrycznego i zmienność przewodności elektrycznej w funkcji utwardzania odkształcenia materiału zostaną scharakteryzowane eksperymentalnie.
Następnie ten ostatni zostanie użyty w modelach numerycznych poprzez zdefiniowanie strategii sprzęgania mechanikooelektrycznego, umożliwiając w ten sposób uwzględnienie wpływu odporności kontaktowej i utwardzania odkształcenia na całkowity oporność elektryczna kabli.