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作者：邓柱杰;李笑;李亚鹏;肖远松;
单位：广东工业大学机电工程学院;中国人民解放军南部战区总医院;
摘要：为了优化设计驱动元件结构和分析人工逼尿肌系统的排尿动力特性，根据人体尿动力学建立了SMA驱动元件力学模型，利用ANSYS Workbench建立了SMA驱动元件有限元模型，以回复行程和质量为优化目标建立了SMA驱动元件约束优化模型，利用Design Expert建立并获得了设计参数对优化目标的响应面关系及最优解，利用COMSOL Multiphysics建立了SMA驱动元件与膀胱双向流固耦合模型，搭建模拟实验平台仿真与实验研究了排尿动力特性。结果表明，优化后的SMA驱动件质量减少36.8%，膀胱压峰值达4.2kPa，尿流率峰值达22.4ml/s，建立的力学模型、有限元模型、约束优化模型和双向流固耦合模型有效实用，可为用于动物实验的人工逼尿肌系统设计提供指导。
关键词：人工逼尿肌系统;;驱动元件;;形状记忆合金;;排尿动力特性;;响应面
基金资助：国家自然科学基金项目(52075101);; 广东省自然科学基金项目(2017A030313265);; 广州市科学研究计划项目(201904010184)
