输液袋在跌落冲击载荷下的力学性能研究

摘要

输液袋作为静脉给药的重要工具,在运输、储存中主要以跌落破坏形式损耗.本研究采用耦合欧拉-拉格朗日法处理关于输液袋的流体变形和结构材料耦合问题,并采用ABAQUS中的流体腔功能进行充液模拟,提取充液后输液袋的几何模型和预应力场,建立了输液袋的有限元模型.分别讨论跌落高度与袋内充液量的改变对袋体产生的力学影响,从而获得跌落冲击过程中的最大应力及其出现位置.另外,利用高速摄像机获得实际跌落冲击瞬时袋体的变形特点,以验证数值仿真结果.仿真发现输液袋跌落冲击过程中的最大应力出现在袋体长边中点处,实验发现袋体在跌落冲击载荷下,随时间推移袋内液体由中心向边缘转移,且形变幅度减小,与仿真结果相符.结果表明,输液袋在跌落冲击过程中最易在长边中部破裂,在设计生产中应重点关注.