第50卷第2期2023年2月Vol.50，No.2Feb.2023湖南大学学报（自然科学版）JournalofHunanUniversity（NaturalSciences）大剂量多孔无针注射器结构优化刘国勇1†，李帆1，李新月1，陈雪波2，朱冬梅1（1.北京科技大学机械工程学院，北京100083；2.东风本田汽车有限公司，湖北武汉430056）摘要：针对目前单孔无针注射器单次注射剂量小、需要多次重复注射的缺陷，提出一种大剂量多孔无针注射器.应用ANSYSWorkbench仿真平台对多孔无针注射器的注射流场进行分析，发现多孔无针注射器的工作压力不低于13MPa；并通过流固耦合分析，得到多孔无针注射器不同直径的应力变化规律，且拟合了不同压力下许用应力与最小安瓿直径之间的关系多项式.根据仿真结果设计正交试验对多孔无针注射器收缩段进行结构优化，得到优化方案：20°收缩角、1.4的长径比、2mm的分布圆直径、4.05mm的收缩段长度和0.165mm的微孔直径.且通过安瓿的应力分析，验证了优化方案满足材料的力学性能要求.优化结果表明，该注射器具有比传统单孔注射器更大的注射剂量，可达5mL，注射速度高达150m/s以上，能击穿皮肤，同时又不致造成过多损伤.试验及动力学分析进一步验证了优化方案的可行性.关键词：无针注射器；流场；流固耦合；正交试验；动力学仿真中图分类号：TH789文献标志码：AStructureOptimizationofLargeDoseMulti-holeNeedle-freeInjectorLIUGuoyong1†，LIFan1，LIXinyue1，CHENXuebo2，ZHUDongmei1（1.SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2.DongfengHondaAutomobileCo.，Ltd.，Wuhan430056，China）Abstract：Aimingattheshortcomingsthatthesingleinjectiondoseofthecurrentsingle-holeneedle-freeinjec⁃torissmallandrequiresrepeatedinjections，alarge-dosemulti-holeneedle-freeinjectorisproposed.ANSYSWorkbenchsimulationplatformwasusedtoanalyzetheflowfieldoftheneedle-freeinjector，andtheworkingpres⁃surerangewasgainednotlessthan13MPa.Meanwhile，thestressvariationlawoftheneedle-freeinjectorunderdif⁃ferentdiameterswasobtainedbyfluid-structureinteractionanalysis.Therelationshippolynomialbetweentheallow⁃ablestressandtheminimumampoulediameterundervariouspressuresisfitted.Accordingtothesimulationresults，anorthogonaltestwasdesignedtooptimizethestructureofthecontractionsecti...
