输液袋在跌落冲击载荷下的力学性能研究*
2021-10-21赵昶旭杜震霆蒋文涛李忠友谭鸿波刘文军
生物医学工程研究 2021年3期
关键词:模型
赵昶旭,杜震霆,蒋文涛△,李忠友,谭鸿波,刘文军
(1.四川大学建筑与环境学院 力学科学与工程系,成都 610065;2.破坏力学与工程防灾减灾四川省重点实验室,成都 610065 3.四川科伦药业股份有限公司,成都 610500)
1 引 言
软包装输液袋相较于玻璃瓶等半开放输液包装具有很明显的优势,包括:无需排气孔排气、无瓶口药液泄露问题、材料脱落微粒较少等[1-2],在临床中被优先选择。可是,因输液袋包装的强度问题,运输期间常会发生碰撞或跌落而造成折损[3],这不仅给临床使用带来诸多不便,也给生产企业造成大量的经济损失。因此,研究输液袋跌落过程中的受力情况,优化输液袋的力学强度是目前亟待解决的问题。
当前国内针对输液袋生产工艺与性能的改进主要以实验方法为主[4-7],但实验方法效率低、成本高、难以开展涉及多种参数共同作用的研究。而有限元方法作为一种通用的数值仿真技术,可快速模拟不同参数、不同实验条件下的结构运动和变形过程,有利于帮助改进输液袋的力学性能。运用有限元方法对输液袋进行数值模拟研究国内已有先例,但主要聚焦于输液袋的袋型设计与排空能力改进等方面,如刘革新等[8]和邓科等[9]分别就壁厚和长径比对直立式聚丙烯输液袋袋体排空率和稳定性系数的影响进行分析,范子栋等[10]就腔室几何尺寸对多室输液袋焊条压裂力进行分析,从而优化了袋形;帅进文[11]通过理论计算和CFD流场分析方法对直立式输液袋内部进行数值模拟,得出最佳气液比,在保障排空时药液滴速的情况下降低了生产成本。……
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