Анализ сопротивления электрического проводника в зависимости от параметров процесса наклепа и его деометрии

В нынешних экономических условиях отрасль электрического кабеля сталкивается с техническими и экономическими проблемами. Действительно, из-за глобализации мировых рынков и постоянного роста цен на сырье, необходимое для производства электрических кабелей, особенно на медь, производители должны адаптировать свои экономические модели, чтобы обеспечить устойчивость своей деятельности. Поэтому они должны разработать глобальную стратегию по улучшению производительности производственных процессов, с одной стороны, и, с другой стороны, по оптимизации конструктивных параметров электрических кабелей. Цель является частью подхода к оптимизации потребления сырья при соблюдении рамок стандартных требований к электрическим кабелям. Однако эта цель не может быть достигнута без детального понимания электрических явлений, преобладающих в конструкциях кабелей. Для этого необходимо исследование производственных процессов и параметров конструкции, чтобы выявить и количественно оценить их влияние на электрическое поведение, а точнее, на общее электрическое сопротивление кабелей. Последние обычно состоят из проводящей жилы из меди или алюминия и одного или нескольких защитных слоев из диэлектрика и/или металлических материалов. Исследования в основном сосредоточены на изучении токопроводящей части кабеля. Он состоит из единичных нитей, собранных в последовательные концентрические слои. Форма жил может быть круглой, профилированной, треугольной, овальной и т. д. Обычно проводящая сердцевина изготавливается с использованием процессов холодной деформации, таких как проводка и уплотнение. Во время этих операций он подвергается пластическим деформациям для достижения четко определенных геометрических характеристик. Эти деформации возникают в результате полей напряжений, создаваемых силами растяжения, скручивания, сжатия и трения, характерными для производственных процессов. Принято считать, что эти деформации влияют на механическое и электрическое поведение проводящего сердечника. С механической точки зрения пластические деформации единичных прядей приводят к упрочнению деформационным упрочнением материала, изменяя тем самым его общие механические свойства. Это приводит к увеличению предела упругости материала и более выраженной механической жесткости при тяге проводящего сердечника. Понятно, что наблюдаемые модификации не одинаковы в разных конструкциях. При этом они зависят от конструктивных параметров, таких как количество и форма элементарных прядей, количество слоев, шаг проводки, направление проводки, степень уплотнения (степень сжатия сердцевины), форма и размер межжильных промежутков. Зоны контакта прядей. С электрической точки зрения все эти изменения необходимо изучить, чтобы количественно оценить их влияние одновременно на электропроводность материала, распределение тока и общее электрическое сопротивление кабеля. Исследования сосредоточены на анализе электрического поведения проводящих жил электрических кабелей, а точнее на их общем электрическом сопротивлении.
Анализ будет в основном касаться исследования электрического сопротивления в стационарном режиме (постоянный ток). Промышленные цели вращаются вокруг следующих пунктов:
 Понять электрические явления, царящие в проводящих душах,
 Размер проводящих жил для получения удельного электрического сопротивления,
 Снизить потребление сырья, особенно меди.
Для достижения этих целей необходимо использовать средства расчета, основанные на численных моделях, для прогнозирования механического и электрического поведения проводников.
Во-первых, воспроизведение процессов укладки и уплотнения позволит аппроксимировать поля деформаций токопроводящей жилы и реальную форму площадок межжильного контакта. Во-вторых, электрический анализ определит их влияние на проводимость тока и, следовательно, на общее электрическое сопротивление проводящего сердечника.
Эти модели, основанные на методе конечных элементов, будут использоваться для количественной оценки влияния параметров кабельной сборки и процессов уплотнения на электрические свойства проводящих жил. Результаты моделирования будут использованы для установления набора проектных параметров с целью оптимизации потребления сырья.
Проводящая жила подвергается пластическим деформациям в результате деформационного упрочнения материала во время изготовления; тогда будет полезно проанализировать их влияние на электропроводность материала.
С кристаллографической точки зрения эти пластические деформации обусловлены образованием, размножением и перемещением подвижных линейных дефектов кристаллической решетки металла.
Эти дефекты называются дислокациями. Увеличение количества дислокаций, образующихся при пластических деформациях и их взаимодействии друг с другом (или с примесями, выделениями и т. д.), приводит к снижению их подвижности. Это приводит к упрочнению металлургической структуры металла.
Это явление называется «закаливанием». Это также вызывает уменьшение размера зерна, тем самым увеличивая количество границ зерен в структуре металла.
Кроме того, дефекты и вакансии, содержащиеся в кристаллической решетке металла, представляют собой препятствия на пути носителей электрических зарядов (электронов).
Эти изменения вызывают ухудшение электропроводности материала, а также неравномерное ее распределение по сечению проводящего сердечника.
Электрическое контактное сопротивление и изменение электропроводности в зависимости от деформационного упрочнения материала будут охарактеризованы экспериментально.
Затем последние будут использоваться в численных моделях путем определения стратегии механоэлектрической связи, что позволит учесть влияние контактного сопротивления и деформационного упрочнения на общее электрическое сопротивление кабелей.