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王伟.基于有限元分析的医用桥梁式吊塔轻量化设计研究[]

论著Thesis医疗卫生装备，2024,45（5）：43-46.·43·

基于有限元分析的医用桥梁式吊塔轻量化

设计研究

王伟1.2

（1.上海市医疗器械检验研究院，上海201318;2.国家药品监督管理局呼吸麻醉设备重点实验室，

上海201318)

[摘要］目的：为解决医用吊塔由于质量与体积过大所带来的安全风险和安装维护困难的问题，基于有限元分析对医

用桥梁式吊塔进行轻量化设计。方法：采用AltairHyperWorksCAE平台建立医用桥梁式吊塔悬梁的有限元模型，在刚

度和强度计算结果的基础上对其进行拓扑优化及尺寸优化。比较优化前后医用桥梁式吊塔悬梁端部的变形角度、最大

应力及质量，并完成优化方案验证。结果：优化后的医用桥梁式吊塔悬梁模型相比原模型变形角度仅增加了0.05°，最

大应力仅上升了9.1%，但质量减轻了20.2%。在4倍承载条件下优化后的医用桥梁式吊塔悬梁最大应力为240MPa，

承载性能满足相关要求。结论：该研究在保证医用桥梁式吊塔悬梁的刚度和强度性能满足要求的同时，实现了悬梁的

轻量化设计。

[关键词]］有限元分析；医用吊塔；医用桥梁式吊塔；轻量化设计

[中国图书资料分类号】R318.6;TH789[文献标志码］A[文章编号]1003-8868(2024)05-0043-04

D0I:10.19745/j.1003-8868.2024090

Finiteelementanalysis-basedlightweightdesignofmedical

ceilingpendant

WANGWeil.2

(1.ShanghaiInstituteofMedicalDeviceTesting,Shanghai201318,China;2.NMPAKeyLaboratoryforRespiratoryand

AnaestheticEquipment,Shanghai201318,China)

AbstractObjectiveTocarryoutfiniteelementanalysis-basedlightweightdesignofthemedicalceilingpendanttosolve

itsproblemsinsafety,installationandmaintenanceduetoexcessivesizeandweight.MethodsAfiniteelementmodelforthe

suspensionbeamofthemedicalceilingpendantwascnstructedusingAltairHyperWorksCAEplatform,andthenunderwent

topologyandsizeoptimizationonthebasisoftheresultsofthestiffnessandstrengthcalculation,Thedeformationangles,

maximumstressesandweightsoftheendsofthesuspensionbeamwerecomparedbeforeandaftertheoptimizationtoverify

theoptimizationscheme.ResultsAfter