无针注射器的力学仿真与实验研究

• 作 者: 马艳军
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 无针注射器 弹簧动力系统 计算机仿真 冲击实验

无针注射有注射无痛感、药物吸收好、不会发生交叉感染、可以自行注射等优点。本文针对无针注射系统的动力装置的设计问题,对弹簧动力系统进行了力学仿真、性能实验,为结构设计提供必要的理论依据。　　首先,为了探索影响无针注射器注射效果的因素,基于静态不可压缩连续流体的假设,建立弹簧动力无针注射器注射过程的数学模型,用MATLAB做了仿真,运用冲击波理论分析了仿真结果。仿真结果表明,随着无针注射器动力头弹簧刚度系数的不断增大,射流冲击力、注射头内压力和射流速度三者的峰值也随之变大,到达峰值的时间随之变长,但这种变化非常微小,注射时间随之变短;随着动力头推杆质量的不断增加,射流冲击力、注射头内压力和射流速度三者的峰值也随之变小,峰值时间随之变长,注射时间几乎不变。　　其次,针对上述仿真做了一些射流冲击实验,实验结论与仿真结果基本吻合。另外,对商用易捷无针注射器、自制笔形动力头无针注射器和自制方形动力头无针注射器的注射效果进行了比较。实验结果表明,方形动力头无针注射器在合适刚度的弹簧驱动下,可以接近易捷无针注射器的注射性能,笔形动力头无针注射器的注射效果最差。　　最后,根据仿真结果和实验结果,进一步提出了方形无针注射器动力头的改进措施。　　本文的研究工作对无针注射动力装置的结构优化具有一定的指导意义。