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2016 | OriginalPaper | Chapter

28. Modellbildung und Simulation bei elektrischen Kontakten

Author : Frank Berger

Published in: Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Modellbildung und Simulation sind wichtige Elemente u.a. bei der Entwicklung von Schaltgeräten, beim Studium des Lichtbogenverhaltens oder des Verhaltens elektrischer Kontakte im praktischen Einsatz. Die Nachbildung der im Schaltbetrieb auftretenden physikalischen Vorgänge erfolgt durch Modelle, die Rückschlüsse auf das Verhalten im realen Schaltgerät ermöglichen. Dadurch können Entwicklungskosten reduziert und Entwicklungszeiten verkürzt werden. Die Arbeitsweise der Modellbildung und Simulation werden u.a. an einem Leistungsschalter und einem Steckverbinder erläutert. Im Bereich der elektrischen Kontakte wird die Computersimulation des ruhenden Kontaktes unter Berücksichtigung von Oberflächentopographie und Schichtaufbau der Kontaktstelle dargestellt. Weitere Beispiele sind Untersuchungen des Gefüges von Kontaktwerkstoffen nach Lichtbogeneinwirkung, der Qualität von Lötverbindungen auf die Erwärmung des Kontaktstückes und die Lichtbogen- Komplettsimulation.

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Footnotes
1
= Rasterelektronenmikroskopie.
 
2
= Energiedipersive Röntgenanalyse.
 
3
= Fokussierter Ionenstrahl.
 
4
= Transmissionselektronenmikroskopie.
 
Literature
1.
go back to reference Berger, F.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen mechanischer Stoß- und Schwingungsvorgänge beim Einschaltvorgang von Luftschützen. Diss. TU Dresden (1991) Berger, F.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen mechanischer Stoß- und Schwingungsvorgänge beim Einschaltvorgang von Luftschützen. Diss. TU Dresden (1991)
2.
go back to reference Roschke, Th.: Entwurf geregelter elektromagnetischer Antriebe für Luftschütze. Diss. TU Dresden. VDI-Verlag, Düsseldorf (2000) Roschke, Th.: Entwurf geregelter elektromagnetischer Antriebe für Luftschütze. Diss. TU Dresden. VDI-Verlag, Düsseldorf (2000)
3.
go back to reference Anheuser, M., Stammberger, H., Zacharias, A., Thilker, L.: Prüfvorwegnahme durch Simulationen in der Vorentwicklung. VER 0900–875, Klöckner-Moeller GmbH (1998) Anheuser, M., Stammberger, H., Zacharias, A., Thilker, L.: Prüfvorwegnahme durch Simulationen in der Vorentwicklung. VER 0900–875, Klöckner-Moeller GmbH (1998)
4.
go back to reference Berger, F., Anheuser, M., Krätzschmar, A.: Modellbildung, Simulation und Verifikation am Beispiel strombegrenzender Leistungsschalter. 13. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht 47, S. 129–138. VDE-Verlag, Berlin (1995) Berger, F., Anheuser, M., Krätzschmar, A.: Modellbildung, Simulation und Verifikation am Beispiel strombegrenzender Leistungsschalter. 13. Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht 47, S. 129–138. VDE-Verlag, Berlin (1995)
5.
go back to reference Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme. Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH. München (2010)CrossRef Scherf, H.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme. Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH. München (2010)CrossRef
6.
go back to reference Bossel, H.: Systeme, Dynamik, Simulation- Modellbildung, Analyse und Simulation komplexer Systeme. Books on Demand GmbH, Norderstedt (2004) Bossel, H.: Systeme, Dynamik, Simulation- Modellbildung, Analyse und Simulation komplexer Systeme. Books on Demand GmbH, Norderstedt (2004)
7.
go back to reference Anheuser, M., Zhong, Y., Ferree, J.: Der Einfluss mechanischer Baugruppen auf das Schaltverhalten von Kompakt-Leistungsschaltern – Simulation und Experiment. 18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 69–74, VDE-Verlag, Berlin (2005) Anheuser, M., Zhong, Y., Ferree, J.: Der Einfluss mechanischer Baugruppen auf das Schaltverhalten von Kompakt-Leistungsschaltern – Simulation und Experiment. 18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 69–74, VDE-Verlag, Berlin (2005)
8.
go back to reference Eck, Ch., Garcke, H., Knabner, P.: Mathematische Modellierung. Springer, Berlin (2008) Eck, Ch., Garcke, H., Knabner, P.: Mathematische Modellierung. Springer, Berlin (2008)
9.
go back to reference Westermann, Th.: Modellbildung und Simulation mit einer Einführung in ANSYS. Springer, Berlin (2010)CrossRef Westermann, Th.: Modellbildung und Simulation mit einer Einführung in ANSYS. Springer, Berlin (2010)CrossRef
10.
go back to reference Hauswald, T.: FEM analysis concept for contact systems, Elektrische und optische Verbindungstechnik. 4. Symposium Connectors, Tagungsband der GMM-Fachtagung, VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (2013) Hauswald, T.: FEM analysis concept for contact systems, Elektrische und optische Verbindungstechnik. 4. Symposium Connectors, Tagungsband der GMM-Fachtagung, VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (2013)
11.
go back to reference Jörgens, St., Taschke, H.: Nutzung der Finite-Elemente-Methode zur Steigerung der Design-Effizienz am Beispiel von Schneidklemm-Verbindern.18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht 61, S. 191–200. VDE-Verlag, Berlin (2005) Jörgens, St., Taschke, H.: Nutzung der Finite-Elemente-Methode zur Steigerung der Design-Effizienz am Beispiel von Schneidklemm-Verbindern.18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht 61, S. 191–200. VDE-Verlag, Berlin (2005)
12.
go back to reference Jörgens, St., Taschke, H.: Accelerated design process for insulation displacement connectors using the Finite-Element-Method. Proceedings of the 23rd International Conference on Electrical Contacts, S. 197–202. Sendai, Japan (2006) Jörgens, St., Taschke, H.: Accelerated design process for insulation displacement connectors using the Finite-Element-Method. Proceedings of the 23rd International Conference on Electrical Contacts, S. 197–202. Sendai, Japan (2006)
13.
go back to reference Zhmurkin, D.V., et. al.: 3 dimensional numerical simulation of open-barrel crimping process. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 178–184, Orlando (FL), USA (2008) Zhmurkin, D.V., et. al.: 3 dimensional numerical simulation of open-barrel crimping process. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 178–184, Orlando (FL), USA (2008)
14.
go back to reference Nouri, H., Larsen, N., Davies, T.: Contact bounce simulation using MATLAB. Proceedings of the 43th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 284–288, Philadelphia (PA), USA (1997) Nouri, H., Larsen, N., Davies, T.: Contact bounce simulation using MATLAB. Proceedings of the 43th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 284–288, Philadelphia (PA), USA (1997)
15.
go back to reference Paul, B.J.: Das Dynamikprogramm DEKOMA und seine Anwendung zur Lösung von Prellproblemen in der Elektromechanik. Arch. Appl. Mech. 65, (1995) Paul, B.J.: Das Dynamikprogramm DEKOMA und seine Anwendung zur Lösung von Prellproblemen in der Elektromechanik. Arch. Appl. Mech. 65, (1995)
16.
go back to reference Feindt, K.: Untersuchungen zum Entwurf von Elektromagneten unter Berücksichtigung dynamischer Kenngrößen. Diss. TU Ilmenau, ISLE-Verlag (2003) Feindt, K.: Untersuchungen zum Entwurf von Elektromagneten unter Berücksichtigung dynamischer Kenngrößen. Diss. TU Ilmenau, ISLE-Verlag (2003)
17.
go back to reference Leung, Ch.H., Lee, A., Wang, B.: Thermal modeling of electrical contacts in switches and relay. Proceedings of the 51th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 274–281. Montreal, Canada (1995) Leung, Ch.H., Lee, A., Wang, B.: Thermal modeling of electrical contacts in switches and relay. Proceedings of the 51th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 274–281. Montreal, Canada (1995)
18.
go back to reference Paulke, J., Weichert, H., Steinhäuser, P.: Simulation of contact spots. Proceedings of the 21th International Conference on Electrical Contacts, S. 388–393. Zürich, Switzerland (2002) Paulke, J., Weichert, H., Steinhäuser, P.: Simulation of contact spots. Proceedings of the 21th International Conference on Electrical Contacts, S. 388–393. Zürich, Switzerland (2002)
19.
go back to reference Barcikowski, F., Lindmayer, M.: Wärmehaushalt von Schaltgeräten. 16. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 57, S. 169–178. VDE-Verlag, Berlin (2001) Barcikowski, F., Lindmayer, M.: Wärmehaushalt von Schaltgeräten. 16. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 57, S. 169–178. VDE-Verlag, Berlin (2001)
20.
go back to reference Paulke, J., Weichert, H., Steinhäuser, P.: Thermal simulation of switchgear. IEEE. Trans. Compon. Packag. Technol. 25(3), (2002) Paulke, J., Weichert, H., Steinhäuser, P.: Thermal simulation of switchgear. IEEE. Trans. Compon. Packag. Technol. 25(3), (2002)
21.
go back to reference Anheuser, M., Siegel, D., Ferree, J.: Magnetische und thermische Einflüsse auf die Kontaktsysteme in der Anschlusstechnik. 21. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 67, S. 85–94. VDE-Verlag, Berlin (2011) Anheuser, M., Siegel, D., Ferree, J.: Magnetische und thermische Einflüsse auf die Kontaktsysteme in der Anschlusstechnik. 21. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 67, S. 85–94. VDE-Verlag, Berlin (2011)
23.
go back to reference Horn, J., Lippmann, B., Steinhäuser, H.: Strombelastbarkeit von Steckverbindern. 17. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht, 59, S. 63–72. VDE-Verlag, Berlin (2003) Horn, J., Lippmann, B., Steinhäuser, H.: Strombelastbarkeit von Steckverbindern. 17. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE Fachbericht, 59, S. 63–72. VDE-Verlag, Berlin (2003)
24.
go back to reference Hartmann, W., Römheld, M., Rohde, K.-D., Wabner, A.: Hydrodynamische Instabilität von Schmelzbrücken beim Öffnen stromtragender Kontakte. 18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 63–68. VDE-Verlag, Berlin (2005) Hartmann, W., Römheld, M., Rohde, K.-D., Wabner, A.: Hydrodynamische Instabilität von Schmelzbrücken beim Öffnen stromtragender Kontakte. 18. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 63–68. VDE-Verlag, Berlin (2005)
25.
go back to reference Bizjak, M., Kharin, S., Nouri, H.: Influence of vapour pressure of dynamics of repulsion by contact blow-off. Proceedings of the 21st International Conference on Electrical Contacts, S. 268–275. Zürich, Switzerland, (2002) Bizjak, M., Kharin, S., Nouri, H.: Influence of vapour pressure of dynamics of repulsion by contact blow-off. Proceedings of the 21st International Conference on Electrical Contacts, S. 268–275. Zürich, Switzerland, (2002)
26.
go back to reference Lindmayer, M.: Simulation von Erwärmung, Abbrand und mechanischer Beanspruchung elektrischer Kontakte beim Schalten. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 147–154. VDE-Verlag, Berlin (2009) Lindmayer, M.: Simulation von Erwärmung, Abbrand und mechanischer Beanspruchung elektrischer Kontakte beim Schalten. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 147–154. VDE-Verlag, Berlin (2009)
27.
go back to reference Jeanvoine, N.: Plasma- material interaction and electrode degradation in high voltage ingnition discharges. Diss. Universität des Saarlandes, Saarbrücken (2009) Jeanvoine, N.: Plasma- material interaction and electrode degradation in high voltage ingnition discharges. Diss. Universität des Saarlandes, Saarbrücken (2009)
28.
go back to reference Rümpler, Ch.: Lichtbogensimulation für Niederspannungsschaltgeräte. Diss. TU Ilmenau, (2009) Rümpler, Ch.: Lichtbogensimulation für Niederspannungsschaltgeräte. Diss. TU Ilmenau, (2009)
29.
go back to reference Mutzke, A., Rüther, Th., Lindmayer, M., Kurrat, M.: Simulation der Lichtbogenaufteilung an einem Löschblech. 19. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 63, S. 221–230. VDE-Verlag, Berlin (2007) Mutzke, A., Rüther, Th., Lindmayer, M., Kurrat, M.: Simulation der Lichtbogenaufteilung an einem Löschblech. 19. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 63, S. 221–230. VDE-Verlag, Berlin (2007)
30.
go back to reference Rümpler, Ch., Stammberger, H., Zacharias, A., Reichert, F.: Weiterentwicklung eines Lichtbogenmodells für die Anwendung in der Schaltgeräteentwicklung. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 129–138. VDE-Verlag, Berlin (2009) Rümpler, Ch., Stammberger, H., Zacharias, A., Reichert, F.: Weiterentwicklung eines Lichtbogenmodells für die Anwendung in der Schaltgeräteentwicklung. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 129–138. VDE-Verlag, Berlin (2009)
31.
go back to reference Lindmayer, M., Marzahn, E., Mutzke, A., Rüther, Th., Springstubbe, M.: The process of arc-splitting between metal plates in low voltage arc chutes. IEEE Trans. Compon. Packag. Technol., 29(2), pp. 310–317 (2006) Lindmayer, M., Marzahn, E., Mutzke, A., Rüther, Th., Springstubbe, M.: The process of arc-splitting between metal plates in low voltage arc chutes. IEEE Trans. Compon. Packag. Technol., 29(2), pp. 310–317 (2006)
32.
go back to reference Rümpler, Ch., Stammberger, H., Zacharias, A.: Berücksichtigung gasender Kunststoffe bei der Simulation des Schaltlichtbogens. 21. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 67, S. 200–208. VDE-Verlag, Berlin (2011) Rümpler, Ch., Stammberger, H., Zacharias, A.: Berücksichtigung gasender Kunststoffe bei der Simulation des Schaltlichtbogens. 21. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 67, S. 200–208. VDE-Verlag, Berlin (2011)
33.
go back to reference Swierczynski, B., Gonzalez, J.J., Teulet, P., Freton, P., Gleizez, A.: Advances in low-voltage circuit breaker modelling. J. Appl. Phys. 37, Nr.4 (2004) Swierczynski, B., Gonzalez, J.J., Teulet, P., Freton, P., Gleizez, A.: Advances in low-voltage circuit breaker modelling. J. Appl. Phys. 37, Nr.4 (2004)
34.
go back to reference Lindmayer, M.: Lichtbogensimulation – ein Überblick. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 113–124, VDE-Verlag, Berlin (2009) Lindmayer, M.: Lichtbogensimulation – ein Überblick. 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 113–124, VDE-Verlag, Berlin (2009)
35.
go back to reference Schlitz, L. Z.: Simulation of gas dynamics and electromagnetic process in high-current arc plasmas. PhD thesis, Univ. of Wisconsin, Milwaukee (1998) Schlitz, L. Z.: Simulation of gas dynamics and electromagnetic process in high-current arc plasmas. PhD thesis, Univ. of Wisconsin, Milwaukee (1998)
36.
go back to reference Frei, P.U., Weichert, H.O.: Simulation on electrical field and breakdown phenomenoma in low voltage circuit breakers. Proceedings of the 23rd International Conference on Electrical Contacts, S. 574–582. Sendai, Japan, (2006) Frei, P.U., Weichert, H.O.: Simulation on electrical field and breakdown phenomenoma in low voltage circuit breakers. Proceedings of the 23rd International Conference on Electrical Contacts, S. 574–582. Sendai, Japan, (2006)
37.
go back to reference Merl, W., Vinaricky, E.: Ruhender Kontakt. Tagungsband, 1. VDE Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1972) Merl, W., Vinaricky, E.: Ruhender Kontakt. Tagungsband, 1. VDE Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1972)
38.
go back to reference Merl, W., Horn, G.: Der ruhende Kontakt. 2. VDE Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1973) Merl, W., Horn, G.: Der ruhende Kontakt. 2. VDE Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1973)
39.
go back to reference Horn, G.: Der ruhende Kontakt. 3. VDE Seminar, „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1975) Horn, G.: Der ruhende Kontakt. 3. VDE Seminar, „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1975)
40.
go back to reference Küchler, A.: Hochspannungstechnik: Grundlagen-Technologie-Anwendungen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2009 Küchler, A.: Hochspannungstechnik: Grundlagen-Technologie-Anwendungen. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2009
41.
go back to reference Hertz, H.: Über die Berührung fester elastischer Körper und über die Härte, Journ. reine und angewandte Mathematik 92, S. 156–171 (1882) Hertz, H.: Über die Berührung fester elastischer Körper und über die Härte, Journ. reine und angewandte Mathematik 92, S. 156–171 (1882)
42.
go back to reference Holm, R.: Über metallische Kontaktwiderstände. Siemens-Zts. 7(2), 217–258 (1929) Holm, R.: Über metallische Kontaktwiderstände. Siemens-Zts. 7(2), 217–258 (1929)
43.
go back to reference Kucharski, S., Klimczak, T., Polijaniuk, A., Kakumarek, J.: Finite element model for the contact of rough surfaces. Wear 177, 1–13 (1994)CrossRef Kucharski, S., Klimczak, T., Polijaniuk, A., Kakumarek, J.: Finite element model for the contact of rough surfaces. Wear 177, 1–13 (1994)CrossRef
44.
go back to reference Komvopoulos, K., Choi, D.H.: Elastic finite element analysis of multi aspherity contacts. ASME J. Trib..107, 37–60 (1992) Komvopoulos, K., Choi, D.H.: Elastic finite element analysis of multi aspherity contacts. ASME J. Trib..107, 37–60 (1992)
45.
go back to reference Lindholm, P.: Numerical study of asperity distribution in an electrical contact. Proceedings of the 57th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 156–160. Minneapolis, USA (2011) Lindholm, P.: Numerical study of asperity distribution in an electrical contact. Proceedings of the 57th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 156–160. Minneapolis, USA (2011)
46.
go back to reference Angadi, S., Wilson, E., Jackson, R., Flowers, G., Rickett, B.: A multi-physics finite element model of an electrical connector considering rough surface contact. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 168–177. Orlando (FL), USA (2008) Angadi, S., Wilson, E., Jackson, R., Flowers, G., Rickett, B.: A multi-physics finite element model of an electrical connector considering rough surface contact. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 168–177. Orlando (FL), USA (2008)
47.
go back to reference Angadi S., Jackson R., Choe S., Flowers G., Lee B., Zhong, L.: A multi-physics finite element model of a 35 A automotive connector including multiscale rough surface contact. Proceedings of the 56th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 392–402. Charleston (SC), USA (2010) Angadi S., Jackson R., Choe S., Flowers G., Lee B., Zhong, L.: A multi-physics finite element model of a 35 A automotive connector including multiscale rough surface contact. Proceedings of the 56th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 392–402. Charleston (SC), USA (2010)
48.
go back to reference Jackson, R.L., Streator, J.L.: A multiscale model for contact between rough surfaces. Wear 261, 1337–1347 (2006)CrossRef Jackson, R.L., Streator, J.L.: A multiscale model for contact between rough surfaces. Wear 261, 1337–1347 (2006)CrossRef
49.
go back to reference Jackson, R.: A Semi-analytical model of contact resistance from sinusoidal asperity or wavy surface contact. Proceedings of the 55th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 48–55. Vancouver (BC), Canada (2009) Jackson, R.: A Semi-analytical model of contact resistance from sinusoidal asperity or wavy surface contact. Proceedings of the 55th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 48–55. Vancouver (BC), Canada (2009)
50.
go back to reference Benjemaa, N., El Abdi, R., Beloufa, M.A., Carvou, E.: Numerical and experimental study of the contact resistance for high copper alloys in force domain 1–100 N. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 199–205. Orlando (FL), USA (2008) Benjemaa, N., El Abdi, R., Beloufa, M.A., Carvou, E.: Numerical and experimental study of the contact resistance for high copper alloys in force domain 1–100 N. Proceedings of the 54th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 199–205. Orlando (FL), USA (2008)
51.
go back to reference Ossart, F., Noël, S., Alamarguy, D., Correia, S., Gendre, P.: Electro-mechanical modelling of multilayer contacts in electrical connectors. Proceedings of the 53rd IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 1–8., Pittsburgh (PA), USA (2007) Ossart, F., Noël, S., Alamarguy, D., Correia, S., Gendre, P.: Electro-mechanical modelling of multilayer contacts in electrical connectors. Proceedings of the 53rd IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, S. 1–8., Pittsburgh (PA), USA (2007)
52.
go back to reference Greenwood, J.A.: Constriction resistance and the area of real contact. Br. J. Appl. Phys. 17, 1621–1632 (1966) Greenwood, J.A.: Constriction resistance and the area of real contact. Br. J. Appl. Phys. 17, 1621–1632 (1966)
53.
go back to reference Whitehouse, J.A., Achard, J.F.: The properties of random surfaces of significance in their contact. Proc. Roy. Soc. Lond. A. 316, 97–121 (1970)CrossRef Whitehouse, J.A., Achard, J.F.: The properties of random surfaces of significance in their contact. Proc. Roy. Soc. Lond. A. 316, 97–121 (1970)CrossRef
54.
go back to reference Onions, R.A., Achard, J.F.: The contact of surface having a random surface structure. J. of Appl. Phys. 6, 289–304 (1973) Onions, R.A., Achard, J.F.: The contact of surface having a random surface structure. J. of Appl. Phys. 6, 289–304 (1973)
55.
go back to reference Bush, A., Gibson, R.D., Thomas, T.R.: The basic contact of a rough surface. Wear 35, 87–110 (1975)CrossRef Bush, A., Gibson, R.D., Thomas, T.R.: The basic contact of a rough surface. Wear 35, 87–110 (1975)CrossRef
56.
go back to reference Bush, A., Gibson, R.D., Keogh, G.P.: Strongly anisotropic rough surfaces. ASME J. Tribol. 101, 15–20 (1979) Bush, A., Gibson, R.D., Keogh, G.P.: Strongly anisotropic rough surfaces. ASME J. Tribol. 101, 15–20 (1979)
57.
go back to reference Jones, R., Ziegler, D.A.: A method for determining the asperity distribution of contacting rough surfaces. J. Trib. 127, 24–29 (2005)CrossRef Jones, R., Ziegler, D.A.: A method for determining the asperity distribution of contacting rough surfaces. J. Trib. 127, 24–29 (2005)CrossRef
58.
go back to reference Lai, W.T., Cheng, H.S.: Computer simulation of elastic rough surfaces. Trib. Trans. 28, 172–180 (1985) Lai, W.T., Cheng, H.S.: Computer simulation of elastic rough surfaces. Trib. Trans. 28, 172–180 (1985)
59.
go back to reference Tian, X.F., Bushan B.: A numerical three dimensional model for the contact of rough surfaces by variational principle. ASME J. Trib. 118, 33–42 (1996)CrossRef Tian, X.F., Bushan B.: A numerical three dimensional model for the contact of rough surfaces by variational principle. ASME J. Trib. 118, 33–42 (1996)CrossRef
60.
go back to reference Ren, N., Lee, S.C.: Contact simulation of three dimensional rough surfaces using moving grid methods. ASME J Trib. 15, 597–601 (1993)CrossRef Ren, N., Lee, S.C.: Contact simulation of three dimensional rough surfaces using moving grid methods. ASME J Trib. 15, 597–601 (1993)CrossRef
61.
go back to reference Leng, Y.S., Yang, G.P., Huang, Y., Zheng, L.Q.: The characteristics of elastically contacting ideal rough surfaces. ASME J. Trib. 118, 90–97 (1996)CrossRef Leng, Y.S., Yang, G.P., Huang, Y., Zheng, L.Q.: The characteristics of elastically contacting ideal rough surfaces. ASME J. Trib. 118, 90–97 (1996)CrossRef
62.
go back to reference Ren, N., Lee, S.C.: The effects of surface roughness and topography on the contact behaviour of elastic bodies. ASME J. Trib. 116, 804–801 (1994)CrossRef Ren, N., Lee, S.C.: The effects of surface roughness and topography on the contact behaviour of elastic bodies. ASME J. Trib. 116, 804–801 (1994)CrossRef
63.
go back to reference Francis, H.A.: The accuracy of plane strain for the elastic contact of three-dimensional rough surfaces. Wear 85, 239–256 (1983)CrossRef Francis, H.A.: The accuracy of plane strain for the elastic contact of three-dimensional rough surfaces. Wear 85, 239–256 (1983)CrossRef
64.
go back to reference Poon, C.J., Sayles, R.S.: Numerical contact modell of a smooth ball on an anisotropic rough surface. ASME J Trib. 116, 194–201 (1994)CrossRef Poon, C.J., Sayles, R.S.: Numerical contact modell of a smooth ball on an anisotropic rough surface. ASME J Trib. 116, 194–201 (1994)CrossRef
65.
go back to reference Sayles, R.S.: Basic principles of rough surface analysis using numerical methods. Trib. Int. 29, 639–650 (1996)CrossRef Sayles, R.S.: Basic principles of rough surface analysis using numerical methods. Trib. Int. 29, 639–650 (1996)CrossRef
66.
go back to reference West, M.A., Sayles, R.S.: A 3 dimensional method of studying 3-body contact geometry and stress on real rough surfaces. 14th Leeds-Lyon Symposium on Tribology 12, 195–200 (1987) West, M.A., Sayles, R.S.: A 3 dimensional method of studying 3-body contact geometry and stress on real rough surfaces. 14th Leeds-Lyon Symposium on Tribology 12, 195–200 (1987)
67.
go back to reference Brandt, A., Lubrecht, A.A.: Multilevel matrix multiplication and fast solution of integral equations. J. Comp. Phys. 90, 348–370 (1990)MathSciNetCrossRefMATH Brandt, A., Lubrecht, A.A.: Multilevel matrix multiplication and fast solution of integral equations. J. Comp. Phys. 90, 348–370 (1990)MathSciNetCrossRefMATH
68.
go back to reference Polonsky, I.A., Kerr, L.M.: A new numerical method for solving rough contact problems based on the multil-level multi-summation and “conjungate gradient technique. Wear 231, 206–219 (1999)CrossRef Polonsky, I.A., Kerr, L.M.: A new numerical method for solving rough contact problems based on the multil-level multi-summation and “conjungate gradient technique. Wear 231, 206–219 (1999)CrossRef
69.
go back to reference Polonsky, L.A., Kerr, L.M.: Fast methods for solving rough contact problems: A comparative study. ASME J. Trib. 122, 36–41 (2000)CrossRef Polonsky, L.A., Kerr, L.M.: Fast methods for solving rough contact problems: A comparative study. ASME J. Trib. 122, 36–41 (2000)CrossRef
70.
go back to reference Venner, C.H., Lubrecht, A.A.: Multilevel methods in lubrication, Elsevier, Tribology Series 37, Amsterdam (2000) Venner, C.H., Lubrecht, A.A.: Multilevel methods in lubrication, Elsevier, Tribology Series 37, Amsterdam (2000)
71.
go back to reference Papkovich, P.F.: Izvest. Akad. Nauk. SSSR Fiz. Math. Serv. 10, 1425–1435 (1932) Papkovich, P.F.: Izvest. Akad. Nauk. SSSR Fiz. Math. Serv. 10, 1425–1435 (1932)
72.
go back to reference Neuber, H.: Ein neuer Ansatz zur Lösung räumlicher Probleme in der Elastizitätstheorie. Z. Angew. Math. Mech. 14, 203–212 (1934)CrossRefMATH Neuber, H.: Ein neuer Ansatz zur Lösung räumlicher Probleme in der Elastizitätstheorie. Z. Angew. Math. Mech. 14, 203–212 (1934)CrossRefMATH
73.
go back to reference Liu, S., Wang, Q.: Studying contact stress fields caused by surface tractions with a discrete convolution and fast Fourier transform algorithm. J. Tribol-Trans. ASME. 124, 36–45 (2002)CrossRef Liu, S., Wang, Q.: Studying contact stress fields caused by surface tractions with a discrete convolution and fast Fourier transform algorithm. J. Tribol-Trans. ASME. 124, 36–45 (2002)CrossRef
74.
go back to reference Bushan, B., Peng, W.: A numerical three dimensional model for the contact of layered elastic/plastic solids with rough surfaces by a variational principle. J. Trib. 123 330–342 (2001)CrossRef Bushan, B., Peng, W.: A numerical three dimensional model for the contact of layered elastic/plastic solids with rough surfaces by a variational principle. J. Trib. 123 330–342 (2001)CrossRef
75.
go back to reference Pillipow E.: Taschenbuch der Elektrotechnik, 1. Aufl. VEB Verlag Technik, Berlin (1976) Pillipow E.: Taschenbuch der Elektrotechnik, 1. Aufl. VEB Verlag Technik, Berlin (1976)
76.
go back to reference Telcordia GR – 63 – Core Issue 2, Section 5.5.: Airborne contaminants test methods, (2000) Telcordia GR – 63 Core Issue 2, Section 5.5.: Airborne contaminants test methods, (2000)
77.
go back to reference Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M., Sachs, S., Baeumer, A.: Unterschied in der Verteilung von Flächenpressung und Stromdichte innerhalb eines Hertzschen Kontaktpunktes. 4. Symposium Connectors, S. 11–21, Lemgo(2013) Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M., Sachs, S., Baeumer, A.: Unterschied in der Verteilung von Flächenpressung und Stromdichte innerhalb eines Hertzschen Kontaktpunktes. 4. Symposium Connectors, S. 11–21, Lemgo(2013)
78.
go back to reference Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M.: Elektrische und mechanische Eigenschaften realer Steckverbinderkontakte – Vergleich zwischen Simulation und Messung – Verschleiß auf Grund von kleinsten Relativbewegungen, 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 51–58, VDE-Verlag, Berlin (2009) Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M.: Elektrische und mechanische Eigenschaften realer Steckverbinderkontakte – Vergleich zwischen Simulation und Messung – Verschleiß auf Grund von kleinsten Relativbewegungen, 20. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 65, S. 51–58, VDE-Verlag, Berlin (2009)
79.
go back to reference Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M.: Simulation of the current density distribution within electrical contacts. Proceedings of the 56th IEEE HOLM Conference on Electrical Contacts, S. 505–513, Charleston (SC), USA (2010) Leidner, M., Schmidt, H., Myers, M.: Simulation of the current density distribution within electrical contacts. Proceedings of the 56th IEEE HOLM Conference on Electrical Contacts, S. 505–513, Charleston (SC), USA (2010)
80.
go back to reference Ommer, M.: Korrelation von Herstellverfahren, Gefüge und Eigenschaften lichtbogenbelasteter Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe. Diss. TU Chemnitz (2011) Ommer, M.: Korrelation von Herstellverfahren, Gefüge und Eigenschaften lichtbogenbelasteter Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe. Diss. TU Chemnitz (2011)
81.
go back to reference Graff, M.: Einfluss oxidischer Zusätze auf die Phasenbildung und die Schalteigenschaften von Kontaktwerkstoffen auf Silber/Zinnoxid-Basis. Diss. TU Darmstadt (2001) Graff, M.: Einfluss oxidischer Zusätze auf die Phasenbildung und die Schalteigenschaften von Kontaktwerkstoffen auf Silber/Zinnoxid-Basis. Diss. TU Darmstadt (2001)
82.
go back to reference Selzner, C.: Materialanalyse von elektroerosiv geschädigten Kontaktwerkstoffen im Niederspannungsbereich. Diss. Universität des Saarlandes, Saarbrücken (2013) Selzner, C.: Materialanalyse von elektroerosiv geschädigten Kontaktwerkstoffen im Niederspannungsbereich. Diss. Universität des Saarlandes, Saarbrücken (2013)
84.
go back to reference Bruggeman, D.A.G.: Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizitätskonstanten und Leitfähigkeiten der Mischkörper aus isotropen Substanzen. Annalen der Physik 416(7), 636–664 (1935)CrossRef Bruggeman, D.A.G.: Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizitätskonstanten und Leitfähigkeiten der Mischkörper aus isotropen Substanzen. Annalen der Physik 416(7), 636–664 (1935)CrossRef
85.
go back to reference Weber, L., Dorn, J, Mortensen, A.: On the electrical conductivity of metal matrix composites containing high volume fractions of non conducting inclusions. Acta Mater. 51(11), 3199–3211 (2003)CrossRef Weber, L., Dorn, J, Mortensen, A.: On the electrical conductivity of metal matrix composites containing high volume fractions of non conducting inclusions. Acta Mater. 51(11), 3199–3211 (2003)CrossRef
86.
go back to reference Bathelt, H.: Prüfung an Schaltstückmaterialien bei Motorschützen. Tagungsband, 7. VDE-Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1983) Bathelt, H.: Prüfung an Schaltstückmaterialien bei Motorschützen. Tagungsband, 7. VDE-Seminar „Kontaktverhalten und Schalten“, Karlsruhe (1983)
87.
go back to reference Späth, D., Behrens, V., Finkbeiner, M., Lutz, O.: Einfluss des Bindeanteils von Kontaktauflagen auf den Abbrand. 18. Fachtagung-Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 141–148. VDE-Verlag, Berlin (2005) Späth, D., Behrens, V., Finkbeiner, M., Lutz, O.: Einfluss des Bindeanteils von Kontaktauflagen auf den Abbrand. 18. Fachtagung-Albert-Keil-Kontaktseminar, Karlsruhe, VDE-Fachbericht 61, S. 141–148. VDE-Verlag, Berlin (2005)
88.
go back to reference Karetta, F., Lindmayer, M.: Simulation of arc motion between divergent arc runners. Proceedings of the 19th International Conference on Electrical Contacts, S. 361–367. Nuremberg, Germany (1998) Karetta, F., Lindmayer, M.: Simulation of arc motion between divergent arc runners. Proceedings of the 19th International Conference on Electrical Contacts, S. 361–367. Nuremberg, Germany (1998)
89.
go back to reference Soldera, F.A.: Untersuchungen des Materialeinflusses auf Erosionsvorgänge durch elektrische Entladungen. Diss. der Universität des Saarlandes, Saarbrücken. Shaker-Verlag, Aachen (2005) Soldera, F.A.: Untersuchungen des Materialeinflusses auf Erosionsvorgänge durch elektrische Entladungen. Diss. der Universität des Saarlandes, Saarbrücken. Shaker-Verlag, Aachen (2005)
90.
go back to reference Berger, F., Gonzalez, N., Sacher, M.: Erforschung der mikrostruktur-kritischen Vorgänge bei der Werkstofferosion durch Lichtbogenplasma und Schaltbelastung sowie Entwicklung neuartiger Hochleistungswerkstoffe mit Langzeitstabilität für Elektroden und Schaltkontakte, Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft-WING, ELEKTRO-EROSION, Förderzeichen 03X3500G, Schlussbericht, TU Ilmenau, FG EGA (2010) Berger, F., Gonzalez, N., Sacher, M.: Erforschung der mikrostruktur-kritischen Vorgänge bei der Werkstofferosion durch Lichtbogenplasma und Schaltbelastung sowie Entwicklung neuartiger Hochleistungswerkstoffe mit Langzeitstabilität für Elektroden und Schaltkontakte, Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft-WING, ELEKTRO-EROSION, Förderzeichen 03X3500G, Schlussbericht, TU Ilmenau, FG EGA (2010)
91.
go back to reference Wang, B.J., Saka, N.: Thermal analysis of electrode heating and melting due to a spark. IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 16, 453 (1993) Wang, B.J., Saka, N.: Thermal analysis of electrode heating and melting due to a spark. IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol. 16, 453 (1993)
92.
go back to reference Anheuser, M., Beckert, T.: Some considerations on arc behaviour in realistic circuit breaker geometries. Proceedings of the XXth Symposium on Physics of Switching Arc. Lodz, Poland (2013) Anheuser, M., Beckert, T.: Some considerations on arc behaviour in realistic circuit breaker geometries. Proceedings of the XXth Symposium on Physics of Switching Arc. Lodz, Poland (2013)
93.
go back to reference Yang, F., Wu, Y., Rong, M. et. al.: Low-voltage circuit breaker arcs—simulation and measurements. J. Appl. Phys. 46, 273001 (2013) Yang, F., Wu, Y., Rong, M. et. al.: Low-voltage circuit breaker arcs—simulation and measurements. J. Appl. Phys. 46, 273001 (2013)
Metadata
Title
Modellbildung und Simulation bei elektrischen Kontakten
Author
Frank Berger
Copyright Year
2016
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-45427-1_28