矩形壓力蒸汽滅菌器設(shè)計(jì)方法及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、矩形壓力蒸汽滅菌器以滅菌性能好、占地面積小、較大的比表面積以及較高的傳熱效率等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)療器械領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用.然而由于其結(jié)構(gòu)特殊性以及受力狀況的復(fù)雜性,目前仍未形成一套成熟的矩形壓力蒸汽滅菌器工程設(shè)計(jì)方法,且無(wú)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可循.因此,開(kāi)展矩形壓力蒸汽滅菌器工程設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,對(duì)于提高其安全性、降低成本具有重要意義. 本文在查閱大量中外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)矩形壓力蒸汽

2、滅菌器進(jìn)行了研究,主要工作和結(jié)論如下: (1)設(shè)計(jì)方法研究.根據(jù)板殼理論建立了一套適合實(shí)際工程應(yīng)用的矩形壓力蒸汽滅菌器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,并將其應(yīng)用于容積為1.2m<'3>的兩種矩形壓力蒸汽滅菌器的設(shè)計(jì). (2)試驗(yàn)研究.制定了單層矩形壓力蒸汽滅菌器試驗(yàn)方案,對(duì)1.2m<'3>容器進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),并對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量,得到了結(jié)構(gòu)在內(nèi)壓作用下應(yīng)力分布較為全面的描述. (3)數(shù)值模擬研究.建立了矩形壓力蒸汽滅菌器有限元模

3、型,提出了相應(yīng)的有限元分析方法.利用該方法對(duì)本文設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)分析,得到了由內(nèi)壓引起的應(yīng)力分布以及熱結(jié)構(gòu)耦合場(chǎng)的應(yīng)力分布.內(nèi)壓作用下,數(shù)值計(jì)算得到的應(yīng)力結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較好吻合,這表明本文提出的有限元模型和分析方法用于矩形壓力蒸汽滅菌器結(jié)構(gòu)分析是可行的.同時(shí)對(duì)比分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),溫度載荷緩解了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中,在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮溫度的影響是安全的. (4)參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化.利用ANSYS中的APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言,建立了矩形壓力蒸汽滅菌