医疗器械设计公式和计算器

推送性与管纵向刚度有关，因此算式为：

k_long = EA/L

其中：

• k_long 是纵向弹簧常数，
• E 是弹性的模数，
• A 是横截面面积，
• L 是导管轴的长度。

为了最大限度提高推送性，k_long 必须最大化。
这可以通过多种方式实现：

• 尽可能增加管的横截面面积。
• 使用更硬的材料尽可能增加弹性的模数。
• 减小整体零件长度。

扭矩可施加性是测量管扭转刚度的指标，可以使用以下算式建模：

k_torq = GJ/L

其中：

• k_torq 是扭转弹簧常数，
• G 是剪切模数，
• J 是惯性的极矩，
• L 是导管轴的长度

尽可能提高扭矩可施加性可通过尽可能增加扭转刚度值 k_torq 来实现，具体操作包括：

• 尽可能提高惯性的极矩。对于管，J 的控制方程是：

J= PIE/32 (d⁴_o- d⁴_i)

要尽可能提高 J，应尽可能增加外径和壁厚。

• 使用更硬的材料尽可能增加剪切模数。
• 减小整体零件长度。

管的挠性或抗挠刚度由以下算式决定：

k_flexural = 3EI/L³

其中：

• k_flexural 是弯曲弹簧常数
• E 是弹性的模数
• I 是惯性的极矩
• L 是导管轴的长度。

要提高管的挠性，必须尽可能减小抗挠刚度值 kflexural，具体操作包括：
尽可能减小惯性的极矩。对于管，I 的控制方程是：

I = PIE/64 (d⁴_o- d⁴_i)

要尽可能减小 I，必须尽可能减小壁厚：

• 使用软材料尽可能减少弹性的模数。
• 增加整体零件长度。

但是，挠性并不是抗扭结的度量。实验数据表明，ID/OD 比例小的管性能优于 ID/OD 比例高的管。也就是说，管壁厚的管与管壁薄的管相比，具有更好的扭结性能。