基于Abaqus的医用塑料止血夹结构仿真分析及优化设计

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.011

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (4): 60-64.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.011

基于Abaqus的医用塑料止血夹结构仿真分析及优化设计

董志家, 王小新(), 管航, 厉邵

青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛 266042

收稿日期:2020-10-09 出版日期:2021-04-26 发布日期:2021-04-21

Simulation Analysis and Optimization Design of Medical Plastic Hemostatic Clamp Based on ABAQUS

DONG Zhijia, WANG Xiaoxin(), GUAN Hang, LI Shao

School of Polymer Science and Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042，China

Received:2020-10-09 Online:2021-04-26 Published:2021-04-21
Contact: WANG Xiaoxin E-mail:wangxiaoxin@qust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以医用止血夹为研究对象，分析其受力状况并建立力学模型，应用Abaqus软件对其闭合过程中的受力变形和应力应变情况进行模拟仿真分析，并根据分析结果对产品结构进行优化设计。结果表明，优化后止血夹闭合时塑性铰处的塑性应变比原方案降低了60.5 %，确保产品能够满足使用要求。

关键词: 医用止血夹, 力学模型, 模拟仿真, 优化设计

Abstract:

Taking a medical hemostatic clamp as a research object， a mechanical model was established. The deformation and stress-strain situation in the process of closure were simulated by the ABAQUS software，and the product structure was optimized according to the analysis results. The resultant products could meet the requirement for practical use.

Key words: medical hemostatic clamp, mechanical model, simulation, optimization design

中图分类号:

TQ 320.1

董志家, 王小新, 管航, 厉邵. 基于Abaqus的医用塑料止血夹结构仿真分析及优化设计[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 60-64.

DONG Zhijia, WANG Xiaoxin, GUAN Hang, LI Shao. Simulation Analysis and Optimization Design of Medical Plastic Hemostatic Clamp Based on ABAQUS[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 60-64.

图/表 17

图1 产品结构图

Fig.1 Diagram of the structure of the product

拉伸模量/MPa	屈服应力/MPa	断裂伸长率/%	弯曲模量/MPa	弯曲强度/MPa
2 900	71	45	2 800	93

表1 POM力学性能参数

Tab.1 Mechanical properties of POM

图2 施夹钳夹闭止血夹闭合过程

Fig.2 Process of closure of hemostasis clamp

图3 第一阶段

Fig.3 The first stage

图4 第二阶段

Fig.4 The second stage

图5 第三阶段

Fig.5 The third stage

图6 施加载荷情况

Fig.6 Load application

图7 闭合过程中塑性铰处的应力分布

Fig.7 Stress distribution during closure

图8 止血夹闭合时塑性铰处的弹性应变

Fig.8 Elastic strain at the plastic hinge

图9 止血夹闭合时塑性铰处的塑性应变

Fig.9 Plastic strain at the plastic hinge

图10 止血夹闭合时塑性铰处发生断裂

Fig.10 Plastic hinge fractures during closure

图11 塑性铰处结构变更

Fig.11 Structural change at plastic hinge

图12 优化方案闭合过程中塑性铰处应力分布

Fig.12 Stress distribution at plastic hinge during closure based on optimization scheme

图13 优化方案闭合时塑性铰处的弹性应变

Fig.13 Elastic strain at the plastic hinge based on optimization scheme

图14 优化方案闭合时塑性铰处的塑性应变

Fig.14 Plastic strain at the plastic hinge based on optimization scheme

图15 止血夹产品

Fig.15 Hemostatic clip products

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Simulation Analysis and Optimization Design of Medical Plastic Hemostatic Clamp Based on ABAQUS

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