磁场线圈是电磁成形设备的关键组成部分,其结构及性能影响着电磁成形的效果。目前基础研究中所提到的可分离式线圈存在能量利用率低、寿命低的问题,因此,为了将电磁成形技术应用于铜铝过渡接头制作领域,需要研发高强度、高能量利用率的...磁场线圈是电磁成形设备的关键组成部分,其结构及性能影响着电磁成形的效果。目前基础研究中所提到的可分离式线圈存在能量利用率低、寿命低的问题,因此,为了将电磁成形技术应用于铜铝过渡接头制作领域,需要研发高强度、高能量利用率的可分离式磁场线圈。文中设计了基于外置集磁器的可分离式线圈,并使用可分离线圈进行了铜铝接头压接实验研究。通过电磁场—结构场有限元仿真,研究了放电频率、线圈和集磁器结构等参数对成形效果和集磁器工作区磁感应强度的影响规律;铜铝接头压接实验研究结果表明:随着脉冲电容器组放电电压的提高,外管形变不均匀度降低;并且铜铝接头的接触电阻阻值及波动范围减小,抗拉力增大,放电电压高于14 kV时,铜铝接头强度高于铝绞线本体;对放电电压14 k V及以上的接头界面微观分析发现,随着碰撞速度的增大,波状界面波长及峰值增大;对Cu/Al焊接界面线扫发现长度为2μm左右的元素互扩散,并未发生界面熔融现象。因此铜铝接头结合机理主要分为以下两方面:由于元素互扩散在界面处形成原子键合;由于高速率撞击产生强烈塑形变形从而形成冶金结合。展开更多
基于聚焦性能对经颅磁线圈的影响,针对聚焦型线圈商用不足的问题,设计一种具有高聚焦性的单通道双梯形双层线圈。首先使用球头模型分析不同尺寸、相同结构的线圈性能,得到较优的线圈尺寸;为进一步提升聚焦度,再以中尺寸线圈为研究目标,...基于聚焦性能对经颅磁线圈的影响,针对聚焦型线圈商用不足的问题,设计一种具有高聚焦性的单通道双梯形双层线圈。首先使用球头模型分析不同尺寸、相同结构的线圈性能,得到较优的线圈尺寸;为进一步提升聚焦度,再以中尺寸线圈为研究目标,探讨五种不同结构的双层线圈与两种商用8字形线圈的性能差异,得到最优线圈的结构;最后使用50组存在个体差异性的真实脑模型进行仿真验证,分析球头模型结果的可靠性。仿真结果表明:使用球头模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了69.48%,刺激深度减少了27.18%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了44.78%,刺激深度减少了8.5%;使用50组真实脑模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了62.07%,刺激深度减少了25.71%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了39.49%,刺激深度减少了9.5%。两种模型仿真数据结果趋于一致,证实了仿真可靠性的同时也证明了新型线圈具有更强的刺激强度和聚焦度,能大大提升TMS治疗的安全性,减少不适感,同时单通道设计易于实现,具有较高的性能优势。展开更多
文摘磁场线圈是电磁成形设备的关键组成部分,其结构及性能影响着电磁成形的效果。目前基础研究中所提到的可分离式线圈存在能量利用率低、寿命低的问题,因此,为了将电磁成形技术应用于铜铝过渡接头制作领域,需要研发高强度、高能量利用率的可分离式磁场线圈。文中设计了基于外置集磁器的可分离式线圈,并使用可分离线圈进行了铜铝接头压接实验研究。通过电磁场—结构场有限元仿真,研究了放电频率、线圈和集磁器结构等参数对成形效果和集磁器工作区磁感应强度的影响规律;铜铝接头压接实验研究结果表明:随着脉冲电容器组放电电压的提高,外管形变不均匀度降低;并且铜铝接头的接触电阻阻值及波动范围减小,抗拉力增大,放电电压高于14 kV时,铜铝接头强度高于铝绞线本体;对放电电压14 k V及以上的接头界面微观分析发现,随着碰撞速度的增大,波状界面波长及峰值增大;对Cu/Al焊接界面线扫发现长度为2μm左右的元素互扩散,并未发生界面熔融现象。因此铜铝接头结合机理主要分为以下两方面:由于元素互扩散在界面处形成原子键合;由于高速率撞击产生强烈塑形变形从而形成冶金结合。
文摘基于聚焦性能对经颅磁线圈的影响,针对聚焦型线圈商用不足的问题,设计一种具有高聚焦性的单通道双梯形双层线圈。首先使用球头模型分析不同尺寸、相同结构的线圈性能,得到较优的线圈尺寸;为进一步提升聚焦度,再以中尺寸线圈为研究目标,探讨五种不同结构的双层线圈与两种商用8字形线圈的性能差异,得到最优线圈的结构;最后使用50组存在个体差异性的真实脑模型进行仿真验证,分析球头模型结果的可靠性。仿真结果表明:使用球头模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了69.48%,刺激深度减少了27.18%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了44.78%,刺激深度减少了8.5%;使用50组真实脑模型时,优化后的新型线圈对比70 mm figure-8 coil的聚焦度提升了62.07%,刺激深度减少了25.71%;对比25 mm figure-8 coil的聚焦度提升了39.49%,刺激深度减少了9.5%。两种模型仿真数据结果趋于一致,证实了仿真可靠性的同时也证明了新型线圈具有更强的刺激强度和聚焦度,能大大提升TMS治疗的安全性,减少不适感,同时单通道设计易于实现,具有较高的性能优势。
