Comportement à l'usure de pastilles de contacts électriques à matrice argent

par Alexandre Bonhomme

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Luc Rémy.

Soutenue en 2005

à Paris, ENMP .

  • Titre traduit

    Arc-induced degradation analysis of silver tin oxide, silver-graphite and silver-tungsten carbide electrical contacts.


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  • Résumé

    Les contacts électriques sont utilisés dans les disjoncteurs et contacteurs industriels. Ce sont des composites à matrice d'argent produits par la métallurgie des poudres. Ils s'érodent sous l'effet des arcs électriques apparaissant lors de l'ouverture ou de la fermeture sous courant du circuit. L'objectif de ces travaux était d'étudier cette érosion pour les composites Ag-C, Ag-WC et Ag-SnO2 et de la simuler pour la prédire. L'observation, au moyen de sections transversales, de pastilles de contacts ayant subi des nombres croissants d'arcs électriques nous a permis de décrire l'endommagement des contacts électriques et de proposer des grandeurs caractéristiques de cet endommagement. Nous avons ensuite réalisé des essais de traction, de traction/relaxation à diverses températures (jusqu'à 550°C) sur l'Ag-SnO2 afin d'identifier un modèle de comportement mécanique de ce composite industriel. Nous avons retenu un modèle élastoviscoplastique unifié de Lemaître & Chaboche doté d'une viscosité hyperbolique de Sellars-Teggart. Nous avons aussi réalisé des essais de propagation d'une fissure de fatigue pour identifier un modèle d'endommagement par fissuration de Forman prenant en compte la ténacité du matériau. Nous avons alors proposé une simulation thermomécanique des contacts électriques avec le code de calcul par éléments finis ZeBuLon afin d'accéder à l'état de contrainte dans le matériau au cours de l'impact d'un arc électrique sur sa surface. Une intégration de type « penny-shape », reposant sur une analyse des fonctions d'influence de Bueckner nous a permis d'identifier l'instant le plus endommageant au cours du cycle et d'élaborer un modèle de cumul de dommage

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 290 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 146 réf.

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  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Centre des matériaux. Bibliothèque.
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  • Cote : EMC BON
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