Análise da resistência de um condutor elétrico em função dos parâmetros do processo de endurecimento do trabalho e de sua deometria

No contexto econômico atual, a indústria de cabos elétricos está enfrentando desafios técnicos e econômicos. De fato, devido à globalização dos mercados mundiais e ao aumento contínuo do preço das matérias -primas necessárias para a fabricação de cabos elétricos, principalmente o cobre, os fabricantes devem adaptar seus modelos econômicos para garantir a sustentabilidade de suas atividades. Portanto, eles devem implementar uma estratégia global para melhorar o desempenho dos processos de fabricação, por um lado, e, por outro, para otimizar os parâmetros de design dos cabos elétricos. O objetivo faz parte de uma abordagem para otimizar o consumo de matérias -primas, respeitando a estrutura dos requisitos padrão para cabos elétricos. No entanto, esse objetivo não pode ser alcançado sem uma compreensão detalhada dos fenômenos elétricos, que prevalecem nas estruturas dos cabos. Para isso, o estudo de processos de fabricação e parâmetros de projeto é essencial para identificar e quantificar seus impactos no comportamento elétrico e mais precisamente na resistência elétrica total dos cabos. Este último geralmente consiste em um núcleo condutor de cobre ou alumínio e uma ou mais camadas protetoras de materiais dielétricos e / ou metálicos. A pesquisa está focada principalmente no estudo da parte condutora do cabo. Isso consiste em fios unitários montados em sucessivas camadas concêntricas. A forma dos fios pode ser circular, perfilada, triangular, oval, etc. Geralmente, o núcleo condutor é fabricado usando processos de deformação a frio, como fiação e compactação. Durante essas operações, ele passa por deformações plásticas para atingir as especificações geométricas bem determinadas. Essas deformações resultam dos campos de tensão gerados pelas forças de tração, torção, compressão e atrito específicas para processos de fabricação. Aceita -se que essas deformações influenciem o comportamento mecânico e elétrico do núcleo condutor. Do ponto de vista mecânico, as deformações plásticas dos fios da unidade levam ao endurecimento pelo endurecimento do material, modificando assim suas propriedades mecânicas gerais. Isso resulta em um aumento no limite elástico do material e uma rigidez mecânica mais pronunciada na tração do núcleo condutor. Entende -se que as modificações observadas não são as mesmas de um design para outro. Eles dependem então dos parâmetros de projeto, como o número e a forma dos fios elementares, o número de camadas, o tom da fiação, a direção da fiação, a taxa de compactação (taxa de compressão do núcleo), a forma e o tamanho do inter- Áreas de contato da fita. Do ponto de vista elétrico, todas essas variações devem ser estudadas para quantificar seus impactos, ao mesmo tempo na condutividade elétrica do material, na distribuição da corrente e na resistência elétrica total do cabo. A pesquisa concentra -se na análise do comportamento elétrico dos fios condutores de cabos elétricos e mais especificamente em sua resistência elétrica total.
A análise diz respeito principalmente ao estudo da resistência elétrica no modo estacionário (corrente direta). Os objetivos industriais giram em torno dos seguintes pontos:
 Entenda os fenômenos elétricos que reinam em almas condutoras,
 Tamanho dos núcleos condutores para obter uma resistência elétrica específica,
 Reduza o consumo de matérias -primas, principalmente o cobre.
Para atingir esses objetivos, o uso de ferramentas de cálculo com base em modelos numéricos para prever o comportamento mecânico e elétrico dos condutores.
Primeiro, a reprodução dos processos de cabeamento e compactação nos permitirá aproximar os campos de deformação do núcleo condutor e a forma real das áreas de contato entre fios. Em segundo lugar, a análise elétrica determinará suas influências na condução atual e, portanto, na resistência elétrica total do núcleo condutor.
Esses modelos, baseados no método do elemento finito, serão usados ​​para quantificar a influência dos parâmetros dos processos de cabeamento e compactação nas propriedades elétricas dos núcleos condutores. Os resultados das simulações serão usados ​​para estabelecer um conjunto de parâmetros de design, a fim de otimizar o consumo da matéria -prima.
O núcleo condutor sofre deformações plásticas por endurecimento por tensão do material durante a fabricação; Será útil analisar suas influências na condutividade elétrica do material.
Do ponto de vista cristalográfico, essas deformações plásticas são devidas à formação, à multiplicação e ao deslocamento de defeitos lineares móveis na treliça de cristal do metal.
Esses defeitos são chamados de luxações. O número crescente de luxações produzidas durante as deformações plásticas e sua interação entre si (ou com impurezas, precipitados etc.) leva à redução de sua mobilidade. Isso resulta no endurecimento da estrutura metalúrgica do metal.
Esse fenômeno é chamado de "endurecimento". Isso também causa uma diminuição no tamanho do grão, aumentando assim o número de limites de grãos na estrutura de metal.
Além disso, os defeitos e vagas contidos na treliça de cristal do metal constituem obstáculos em relação aos portadores de cargas elétricas (elétrons).
Essas variações causam uma degradação da condutividade elétrica do material, mas também uma distribuição desigual na seção do núcleo condutor.
A resistência ao contato elétrico e a variação na condutividade elétrica em função do endurecimento da deformação do material serão caracterizadas experimentalmente.
Em seguida, este último será usado em modelos numéricos, definindo uma estratégia de acoplamento mecânico, possibilitando a influência da resistência de contato e do endurecimento da tensão na resistência elétrica total dos cabos.