CN106195474A - 一种医用自动清洗机的管头连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管，所述的圆管的尾部设有一中空的连接螺管，所述的圆管的头部设有一减震用橡胶管，所述的减震用橡胶管的头部设有一用于固定的套圈，所述的连接螺管上设有一锁止螺帽，所述的减震用橡胶管与所述的圆管焊接连接，所述的减震用橡胶管与所述的套圈焊接连接。本发明利用焊接连接的减震用橡胶管、圆管和固定用的套圈，整体强度大，能保护减震用橡胶管内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性。

Description

一种医用自动清洗机的管头连接器

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体涉及一种医用自动清洗机的管头连接器。

背景技术

医用全自动清洗机是一种常见的医疗设备，一般靠高压射流喷沫，加上90度热水进行消毒和漂洗烘干，目前是医院代替人工的主要清洗设备。由于采用高压喷射，现有的卡箍接头振动较大，很容易发生老化和脱落，影响清洗机的使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种医用自动清洗机的管头连接器。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管，所述的圆管的尾部设有一中空的连接螺管，所述的圆管的头部设有一减震用橡胶管，所述的减震用橡胶管的头部设有一用于固定的套圈，所述的连接螺管上设有一锁止螺帽，所述的减震用橡胶管与所述的圆管焊接连接，所述的减震用橡胶管与所述的套圈焊接连接。

本发明的有益效果为：利用焊接连接的减震用橡胶管、圆管和固定用的套圈，整体强度大，能保护减震用橡胶管内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的应用场景不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明寿命评估装置的结构示意图。

附图标记：

圆管1、连接螺管2、升压空腔21、减震用橡胶管3、套圈4、锁止螺帽5、寿命评估装置6、数据准备模块61、寿命分析预测模块62。

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

应用场景1

参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管1，所述的圆管1的尾部设有一中空的连接螺管2，所述的圆管1的头部设有一减震用橡胶管3，所述的减震用橡胶管3的头部设有一用于固定的套圈4，所述的连接螺管2上设有一锁止螺帽5，所述的减震用橡胶管3与所述的圆管1焊接连接，所述的减震用橡胶管3与所述的套圈4焊接连接。

优选的,所述的连接螺管2的内部设有一升压空腔21。

本发明上述实施例利用焊接连接的减震用橡胶管3、圆管1和固定用的套圈4，整体强度大，能保护减震用橡胶管3内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

优选的,所述升压空腔21为锥形。

本优选实施例设置升压空腔21为锥形，能进一步提高了清洗液的冲洗压力，提高清洗机的清洗效果，实用性强。

优选的，所述管头连接器还包括寿命评估装置6，所述寿命评估装置6包括数据准备模块61和寿命分析预测模块62，所述数据准备模块61用于确定管头连接器的实测典型载荷谱、管头连接器上各实际裂纹的裂纹位置、尺寸，并对各种裂纹进行几何简化分类；所述寿命分析预测模块62用于对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，进而对所述实测典型载荷谱、各实际裂纹的裂纹位置、尺寸以及各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线进行裂纹扩展分析，确定对应于各种裂纹的裂纹扩展寿命循环数，再根据所述裂纹扩展寿命循环数确定对应裂纹的剩余疲劳寿命的估算值，最终确定管头连接器的剩余疲劳寿命的估算值。

本优选实施例设置寿命评估装置，且构建了寿命评估装置6的结构框架，可以实时监测管头连接器的健康性能，增加管头连接器运作的安全性。

优选的，定义对应于裂纹i＝1,2,…m的剩余疲劳寿命的估算值集为{P₁,P₂,…,P_i},管头连接器剩余疲劳寿命的估算值P_Z则为：

P_Z＝min_i＝1,2,…m{P₁,P₂,…,P_i}。

本优选实施例确定了管头连接器的剩余疲劳寿命与管头连接器的各实际裂纹的剩余疲劳寿命之间的关系，采用最小的实际裂纹的疲劳寿命作为管头连接器的剩余疲劳寿命，符合木桶理论，准确度高。

优选的，所述对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，包括：

(1)计算各种裂纹的应力强度因子幅，考虑裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，定义应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式为：

${\mathrm{\ΔK}}_{pc}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{pc}^{\max }-K_{yc}-{\mathrm{\ΔK}}_{sc},& R\≤0\\ K_{pc}^{\max }-K_{pc}^{\min },& R>0\end{array}\right.$

式中

$\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔK}}_{sc}=\frac{1}{2\sqrt{2\mathrm{\π}}}{\∫}_A{r}^{-3/2}\[\frac{K_{yc}}{\sqrt{2\mathrm{\π}r}}(3{\sin }^2\mathrm{\α}\cos \mathrm{\α}+2\cos \frac{\mathrm{\α}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\α}}{2})\\ +3({\mathrm{\σ}}_{11}-{\mathrm{\σ}}_{22})\sin \mathrm{\α}\sin \frac{5\mathrm{\α}}{2}-6{\mathrm{\σ}}_{12}\sin \mathrm{\α}\cos \frac{5\mathrm{\α}}{2}-({\mathrm{\σ}}_{11}+{\mathrm{\σ}}_{22})\cos \frac{3\mathrm{\α}}{2}\]dA\end{array}$

其中，为疲劳循环载荷中由最大载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，为疲劳循环载荷中由最小载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，K_yc为远场作用下的应力强度因子，由裂纹完全张开时的载荷计算得到，ΔK_sc表示裂纹尖端塑性区引起的应力强度因子增量，A为围绕裂纹尖端的塑性区的面积，其包括裂纹扩展过程中所产生的塑性变形尾迹区，σ₁₁、σ₁₂、σ₂₂为裂纹尖端塑性区内的应力，由对裂纹尖端塑性区应力场的有限元计算分析得到,R为拉伸载荷与压缩载荷的比值；

(2)构建各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，以Paris公式为基础，考虑温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，定义所述疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式为：

T<0℃OR T>T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M$

0℃≤T≤T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{\left({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}\right)}^M$

式中，T为试验温度，T_max为设定的最高温度，T_max的取值范围为[35℃,40℃]，a为裂纹扩展长度，N为循环次数，C和M为材料常数，ΔK_T为拟合非正常温度下裂纹扩展性能曲面后分析得到的非正常温度断裂门槛值，体现了温度对扩展速率的影响，且ΔK_T的取值范围需满足[0,ΔK_pc)。

本优选实施例定义了应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式，且考虑了裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，并将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，从而定义的应力强度因子幅ΔK_pc可以很好地作为一个合理的力学参量来定量化地分析裂纹尖端塑性区对应力强度因子的影响；以Paris公式为基础，考虑了温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，并定义了疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式，提高了计算的精度，且简单实用。

优选的，所述裂纹扩展寿命循环数N的计算公式为：

$N={\&Integral;}_{a_0}^{a_c}\frac{1}{C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M}$

本优选实施例确定了裂纹扩展寿命循环数N的计算公式，提高了寿命预测的速度。

本应用场景上述实施例的最高温度T_max设定为35℃，对管头连接器的疲劳寿命预测的精度相对提高了15％。

应用场景2

参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管1，所述的圆管1的尾部设有一中空的连接螺管2，所述的圆管1的头部设有一减震用橡胶管3，所述的减震用橡胶管3的头部设有一用于固定的套圈4，所述的连接螺管2上设有一锁止螺帽5，所述的减震用橡胶管3与所述的圆管1焊接连接，所述的减震用橡胶管3与所述的套圈4焊接连接。

优选的,所述的连接螺管2的内部设有一升压空腔。

本发明上述实施例利用焊接连接的减震用橡胶管3、圆管1和固定用的套圈4，整体强度大，能保护减震用橡胶管3内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

优选的,所述升压空腔为锥形。

本优选实施例设置升压空腔为锥形，能进一步提高了清洗液的冲洗压力，提高清洗机的清洗效果，实用性强。

优选的，所述管头连接器还包括寿命评估装置6，所述寿命评估装置6包括数据准备模块61和寿命分析预测模块62，所述数据准备模块61用于确定管头连接器的实测典型载荷谱、管头连接器上各实际裂纹的裂纹位置、尺寸，并对各种裂纹进行几何简化分类；所述寿命分析预测模块62用于对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，进而对所述实测典型载荷谱、各实际裂纹的裂纹位置、尺寸以及各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线进行裂纹扩展分析，确定对应于各种裂纹的裂纹扩展寿命循环数，再根据所述裂纹扩展寿命循环数确定对应裂纹的剩余疲劳寿命的估算值，最终确定管头连接器的剩余疲劳寿命的估算值。

本优选实施例设置寿命评估装置，且构建了寿命评估装置6的结构框架，可以实时监测管头连接器的健康性能，增加管头连接器运作的安全性。

优选的，定义对应于裂纹i＝1,2,…m的剩余疲劳寿命的估算值集为{P₁,P₂,…,P_i},管头连接器剩余疲劳寿命的估算值P_Z则为：

P_Z＝min_i＝1,2,…m{P₁,P₂,…,P_i}。

本优选实施例确定了管头连接器的剩余疲劳寿命与管头连接器的各实际裂纹的剩余疲劳寿命之间的关系，采用最小的实际裂纹的疲劳寿命作为管头连接器的剩余疲劳寿命，符合木桶理论，准确度高。

优选的，所述对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，包括：

(1)计算各种裂纹的应力强度因子幅，考虑裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，定义应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式为：

${\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{pc}^{\max }-K_{yc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc},& R\&le;0\\ K_{pc}^{\max }-K_{pc}^{\min },& R>0\end{array}\right.$

式中

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc}=\frac{1}{2\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{\&Integral;}_A{r}^{-3/2}\&lsqb;\frac{K_{yc}}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}r}}(3{\sin }^2\mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&alpha;}+2\cos \frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2})\\ +3({\mathrm{\&sigma;}}_{11}-{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-6{\mathrm{\&sigma;}}_{12}\sin \mathrm{\&alpha;}\cos \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-({\mathrm{\&sigma;}}_{11}+{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2}\&rsqb;dA\end{array}$

其中，为疲劳循环载荷中由最大载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，为疲劳循环载荷中由最小载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，K_yc为远场作用下的应力强度因子，由裂纹完全张开时的载荷计算得到，ΔK_sc表示裂纹尖端塑性区引起的应力强度因子增量，A为围绕裂纹尖端的塑性区的面积，其包括裂纹扩展过程中所产生的塑性变形尾迹区，σ₁₁、σ₁₂、σ₂₂为裂纹尖端塑性区内的应力，由对裂纹尖端塑性区应力场的有限元计算分析得到,R为拉伸载荷与压缩载荷的比值；

(2)构建各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，以Paris公式为基础，考虑温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，定义所述疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式为：

T<0℃OR T>T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M$

0℃≤T≤T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{\left({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}\right)}^M$

式中，T为试验温度，T_max为设定的最高温度，T_max的取值范围为[35℃,40℃]，a为裂纹扩展长度，N为循环次数，C和M为材料常数，ΔK_T为拟合非正常温度下裂纹扩展性能曲面后分析得到的非正常温度断裂门槛值，体现了温度对扩展速率的影响，且ΔK_T的取值范围需满足[0,ΔK_pc)。

本优选实施例定义了应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式，且考虑了裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，并将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，从而定义的应力强度因子幅ΔK_pc可以很好地作为一个合理的力学参量来定量化地分析裂纹尖端塑性区对应力强度因子的影响；以Paris公式为基础，考虑了温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，并定义了疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式，提高了计算的精度，且简单实用。

优选的，所述裂纹扩展寿命循环数N的计算公式为：

$N={\&Integral;}_{a_0}^{a_c}\frac{1}{C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M}$

本优选实施例确定了裂纹扩展寿命循环数N的计算公式，提高了寿命预测的速度。

本应用场景上述实施例的最高温度T_max设定为36℃，对管头连接器的疲劳寿命预测的精度相对提高了14％。

应用场景3

参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管1，所述的圆管1的尾部设有一中空的连接螺管2，所述的圆管1的头部设有一减震用橡胶管3，所述的减震用橡胶管3的头部设有一用于固定的套圈4，所述的连接螺管2上设有一锁止螺帽5，所述的减震用橡胶管3与所述的圆管1焊接连接，所述的减震用橡胶管3与所述的套圈4焊接连接。

优选的,所述的连接螺管2的内部设有一升压空腔。

本发明上述实施例利用焊接连接的减震用橡胶管3、圆管1和固定用的套圈4，整体强度大，能保护减震用橡胶管3内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

优选的,所述升压空腔为锥形。

本优选实施例设置升压空腔为锥形，能进一步提高了清洗液的冲洗压力，提高清洗机的清洗效果，实用性强。

优选的，所述管头连接器还包括寿命评估装置6，所述寿命评估装置6包括数据准备模块61和寿命分析预测模块62，所述数据准备模块61用于确定管头连接器的实测典型载荷谱、管头连接器上各实际裂纹的裂纹位置、尺寸，并对各种裂纹进行几何简化分类；所述寿命分析预测模块62用于对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，进而对所述实测典型载荷谱、各实际裂纹的裂纹位置、尺寸以及各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线进行裂纹扩展分析，确定对应于各种裂纹的裂纹扩展寿命循环数，再根据所述裂纹扩展寿命循环数确定对应裂纹的剩余疲劳寿命的估算值，最终确定管头连接器的剩余疲劳寿命的估算值。

本优选实施例设置寿命评估装置，且构建了寿命评估装置6的结构框架，可以实时监测管头连接器的健康性能，增加管头连接器运作的安全性。

优选的，定义对应于裂纹i＝1,2,…m的剩余疲劳寿命的估算值集为{P₁,P₂,…,P_i},管头连接器剩余疲劳寿命的估算值P_Z则为：

P_Z＝min_i＝1,2,…m{P₁,P₂,…,P_i}。

本优选实施例确定了管头连接器的剩余疲劳寿命与管头连接器的各实际裂纹的剩余疲劳寿命之间的关系，采用最小的实际裂纹的疲劳寿命作为管头连接器的剩余疲劳寿命，符合木桶理论，准确度高。

优选的，所述对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，包括：

(1)计算各种裂纹的应力强度因子幅，考虑裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，定义应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式为：

${\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{pc}^{\max }-K_{yc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc},& R\&le;0\\ K_{pc}^{\max }-K_{pc}^{\min },& R>0\end{array}\right.$

式中

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc}=\frac{1}{2\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{\&Integral;}_A{r}^{-3/2}\&lsqb;\frac{K_{yc}}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}r}}(3{\sin }^2\mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&alpha;}+2\cos \frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2})\\ +3({\mathrm{\&sigma;}}_{11}-{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-6{\mathrm{\&sigma;}}_{12}\sin \mathrm{\&alpha;}\cos \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-({\mathrm{\&sigma;}}_{11}+{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2}\&rsqb;dA\end{array}$

其中，为疲劳循环载荷中由最大载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，为疲劳循环载荷中由最小载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，K_yc为远场作用下的应力强度因子，由裂纹完全张开时的载荷计算得到，ΔK_sc表示裂纹尖端塑性区引起的应力强度因子增量，A为围绕裂纹尖端的塑性区的面积，其包括裂纹扩展过程中所产生的塑性变形尾迹区，σ₁₁、σ₁₂、σ₂₂为裂纹尖端塑性区内的应力，由对裂纹尖端塑性区应力场的有限元计算分析得到,R为拉伸载荷与压缩载荷的比值；

(2)构建各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，以Paris公式为基础，考虑温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，定义所述疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式为：

T<0℃OR T>T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M$

0℃≤T≤T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{\left({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}\right)}^M$

式中，T为试验温度，T_max为设定的最高温度，T_max的取值范围为[35℃,40℃]，a为裂纹扩展长度，N为循环次数，C和M为材料常数，ΔK_T为拟合非正常温度下裂纹扩展性能曲面后分析得到的非正常温度断裂门槛值，体现了温度对扩展速率的影响，且ΔK_T的取值范围需满足[0,ΔK_pc)。

本优选实施例定义了应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式，且考虑了裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，并将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，从而定义的应力强度因子幅ΔK_pc可以很好地作为一个合理的力学参量来定量化地分析裂纹尖端塑性区对应力强度因子的影响；以Paris公式为基础，考虑了温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，并定义了疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式，提高了计算的精度，且简单实用。

优选的，所述裂纹扩展寿命循环数N的计算公式为：

$N={\&Integral;}_{a_0}^{a_c}\frac{1}{C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M}$

本优选实施例确定了裂纹扩展寿命循环数N的计算公式，提高了寿命预测的速度。

本应用场景上述实施例的最高温度T_max设定为38℃，对管头连接器的疲劳寿命预测的精度相对提高了12％。

应用场景4

参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管1，所述的圆管1的尾部设有一中空的连接螺管2，所述的圆管1的头部设有一减震用橡胶管3，所述的减震用橡胶管3的头部设有一用于固定的套圈4，所述的连接螺管2上设有一锁止螺帽5，所述的减震用橡胶管3与所述的圆管1焊接连接，所述的减震用橡胶管3与所述的套圈4焊接连接。

优选的,所述的连接螺管2的内部设有一升压空腔。

本发明上述实施例利用焊接连接的减震用橡胶管3、圆管1和固定用的套圈4，整体强度大，能保护减震用橡胶管3内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

优选的,所述升压空腔为锥形。

本优选实施例设置升压空腔为锥形，能进一步提高了清洗液的冲洗压力，提高清洗机的清洗效果，实用性强。

优选的，所述管头连接器还包括寿命评估装置6，所述寿命评估装置6包括数据准备模块61和寿命分析预测模块62，所述数据准备模块61用于确定管头连接器的实测典型载荷谱、管头连接器上各实际裂纹的裂纹位置、尺寸，并对各种裂纹进行几何简化分类；所述寿命分析预测模块62用于对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，进而对所述实测典型载荷谱、各实际裂纹的裂纹位置、尺寸以及各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线进行裂纹扩展分析，确定对应于各种裂纹的裂纹扩展寿命循环数，再根据所述裂纹扩展寿命循环数确定对应裂纹的剩余疲劳寿命的估算值，最终确定管头连接器的剩余疲劳寿命的估算值。

本优选实施例设置寿命评估装置，且构建了寿命评估装置6的结构框架，可以实时监测管头连接器的健康性能，增加管头连接器运作的安全性。

优选的，定义对应于裂纹i＝1,2,…m的剩余疲劳寿命的估算值集为{P₁,P₂,…,P_i},管头连接器剩余疲劳寿命的估算值P_Z则为：

P_Z＝min_i＝1,2,…m{P₁,P₂,…,P_i}。

本优选实施例确定了管头连接器的剩余疲劳寿命与管头连接器的各实际裂纹的剩余疲劳寿命之间的关系，采用最小的实际裂纹的疲劳寿命作为管头连接器的剩余疲劳寿命，符合木桶理论，准确度高。

优选的，所述对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，包括：

(1)计算各种裂纹的应力强度因子幅，考虑裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，定义应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式为：

${\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{pc}^{\max }-K_{yc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc},& R\&le;0\\ K_{pc}^{\max }-K_{pc}^{\min },& R>0\end{array}\right.$

式中

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc}=\frac{1}{2\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{\&Integral;}_A{r}^{-3/2}\&lsqb;\frac{K_{yc}}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}r}}(3{\sin }^2\mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&alpha;}+2\cos \frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2})\\ +3({\mathrm{\&sigma;}}_{11}-{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-6{\mathrm{\&sigma;}}_{12}\sin \mathrm{\&alpha;}\cos \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-({\mathrm{\&sigma;}}_{11}+{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2}\&rsqb;dA\end{array}$

其中，为疲劳循环载荷中由最大载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，为疲劳循环载荷中由最小载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，K_yc为远场作用下的应力强度因子，由裂纹完全张开时的载荷计算得到，ΔK_sc表示裂纹尖端塑性区引起的应力强度因子增量，A为围绕裂纹尖端的塑性区的面积，其包括裂纹扩展过程中所产生的塑性变形尾迹区，σ₁₁、σ₁₂、σ₂₂为裂纹尖端塑性区内的应力，由对裂纹尖端塑性区应力场的有限元计算分析得到,R为拉伸载荷与压缩载荷的比值；

(2)构建各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，以Paris公式为基础，考虑温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，定义所述疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式为：

T<0℃OR T>T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M$

0℃≤T≤T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{\left({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}\right)}^M$

式中，T为试验温度，T_max为设定的最高温度，T_max的取值范围为[35℃,40℃]，a为裂纹扩展长度，N为循环次数，C和N为材料常数，ΔK_T为拟合非正常温度下裂纹扩展性能曲面后分析得到的非正常温度断裂门槛值，体现了温度对扩展速率的影响，且ΔK_T的取值范围需满足[0,ΔK_pc)。

本优选实施例定义了应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式，且考虑了裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，并将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，从而定义的应力强度因子幅ΔK_pc可以很好地作为一个合理的力学参量来定量化地分析裂纹尖端塑性区对应力强度因子的影响；以Paris公式为基础，考虑了温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，并定义了疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式，提高了计算的精度，且简单实用。

优选的，所述裂纹扩展寿命循环数N的计算公式为：

$N={\&Integral;}_{a_0}^{a_c}\frac{1}{C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M}$

本优选实施例确定了裂纹扩展寿命循环数N的计算公式，提高了寿命预测的速度。

本应用场景上述实施例的最高温度T_max设定为39℃，对管头连接器的疲劳寿命预测的精度相对提高了11％。

应用场景5

参见图1、图2，本应用场景的一个实施例的一种医用自动清洗机的管头连接器，包括内为中空的圆管1，所述的圆管1的尾部设有一中空的连接螺管2，所述的圆管1的头部设有一减震用橡胶管3，所述的减震用橡胶管3的头部设有一用于固定的套圈4，所述的连接螺管2上设有一锁止螺帽5，所述的减震用橡胶管3与所述的圆管1焊接连接，所述的减震用橡胶管3与所述的套圈4焊接连接。

优选的,所述的连接螺管2的内部设有一升压空腔。

本发明上述实施例利用焊接连接的减震用橡胶管3、圆管1和固定用的套圈4，整体强度大，能保护减震用橡胶管3内的金属软管，大大降低了金属软管受到的脉动振动，提高了接头的可靠性,从而解决了上述的技术问题。

优选的,所述升压空腔为锥形。

本优选实施例设置升压空腔为锥形，能进一步提高了清洗液的冲洗压力，提高清洗机的清洗效果，实用性强。

优选的，所述管头连接器还包括寿命评估装置6，所述寿命评估装置6包括数据准备模块61和寿命分析预测模块62，所述数据准备模块61用于确定管头连接器的实测典型载荷谱、管头连接器上各实际裂纹的裂纹位置、尺寸，并对各种裂纹进行几何简化分类；所述寿命分析预测模块62用于对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，进而对所述实测典型载荷谱、各实际裂纹的裂纹位置、尺寸以及各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线进行裂纹扩展分析，确定对应于各种裂纹的裂纹扩展寿命循环数，再根据所述裂纹扩展寿命循环数确定对应裂纹的剩余疲劳寿命的估算值，最终确定管头连接器的剩余疲劳寿命的估算值。

本优选实施例设置寿命评估装置，且构建了寿命评估装置6的结构框架，可以实时监测管头连接器的健康性能，增加管头连接器运作的安全性。

优选的，定义对应于裂纹i＝1,2,…m的剩余疲劳寿命的估算值集为{P₁,P₂,…,P_i},管头连接器剩余疲劳寿命的估算值P_Z则为：

P_Z＝min_i＝1,2,…m{P₁,P₂,…,P_i}。

本优选实施例确定了管头连接器的剩余疲劳寿命与管头连接器的各实际裂纹的剩余疲劳寿命之间的关系，采用最小的实际裂纹的疲劳寿命作为管头连接器的剩余疲劳寿命，符合木桶理论，准确度高。

优选的，所述对所述管头连接器的材料进行疲劳试验，获取所述材料对应于各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，包括：

(1)计算各种裂纹的应力强度因子幅，考虑裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，定义应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式为：

${\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}=\left\{\begin{array}{cc}{K}_{pc}^{\max }-K_{yc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc},& R\&le;0\\ K_{pc}^{\max }-K_{pc}^{\min },& R>0\end{array}\right.$

式中

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;K}}_{sc}=\frac{1}{2\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{\&Integral;}_A{r}^{-3/2}\&lsqb;\frac{K_{yc}}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}r}}(3{\sin }^2\mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&alpha;}+2\cos \frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2})\\ +3({\mathrm{\&sigma;}}_{11}-{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-6{\mathrm{\&sigma;}}_{12}\sin \mathrm{\&alpha;}\cos \frac{5\mathrm{\&alpha;}}{2}-({\mathrm{\&sigma;}}_{11}+{\mathrm{\&sigma;}}_{22})\cos \frac{3\mathrm{\&alpha;}}{2}\&rsqb;dA\end{array}$

其中，为疲劳循环载荷中由最大载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，为疲劳循环载荷中由最小载荷计算得到的经塑性修正的应力强度因子值，K_yc为远场作用下的应力强度因子，由裂纹完全张开时的载荷计算得到，ΔK_sc表示裂纹尖端塑性区引起的应力强度因子增量，A为围绕裂纹尖端的塑性区的面积，其包括裂纹扩展过程中所产生的塑性变形尾迹区，σ₁₁、σ₁₂、σ₂₂为裂纹尖端塑性区内的应力，由对裂纹尖端塑性区应力场的有限元计算分析得到,R为拉伸载荷与压缩载荷的比值；

(2)构建各种裂纹的疲劳裂纹扩展速率曲线，以Paris公式为基础，考虑温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，定义所述疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式为：

T<0℃OR T>T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M$

0℃≤T≤T_max时，

$\frac{da}{dN}=C{\left({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}\right)}^M$

式中，T为试验温度，T_max为设定的最高温度，T_max的取值范围为[35℃,40℃]，a为裂纹扩展长度，N为循环次数，C和M为材料常数，ΔK_T为拟合非正常温度下裂纹扩展性能曲面后分析得到的非正常温度断裂门槛值，体现了温度对扩展速率的影响，且ΔK_T的取值范围需满足[0,ΔK_pc)。

本优选实施例定义了应力强度因子幅ΔK_pc的计算公式，且考虑了裂纹尖端点的塑性变形区会对材料的疲劳断裂具有决定性的影响，并将裂纹尖端塑性区等效于一个含有相变应变的均质夹杂，从而定义的应力强度因子幅ΔK_pc可以很好地作为一个合理的力学参量来定量化地分析裂纹尖端塑性区对应力强度因子的影响；以Paris公式为基础，考虑了温度对疲劳裂纹拓展速率的影响，并定义了疲劳裂纹扩展速率的修正计算公式，提高了计算的精度，且简单实用。

优选的，所述裂纹扩展寿命循环数N的计算公式为：

$N={\&Integral;}_{a_0}^{a_c}\frac{1}{C{({\mathrm{\&Delta;K}}_{pc}-{\mathrm{\&Delta;K}}_T)}^M}$

本优选实施例确定了裂纹扩展寿命循环数N的计算公式，提高了寿命预测的速度。

本应用场景上述实施例的最高温度T_max设定为40℃，对管头连接器的疲劳寿命预测的精度相对提高了10％。

最后应当说明的是，以上应用场景仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳应用场景对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种医用自动清洗机的管头连接器，其特征是，包括内为中空的圆管，所述的圆管的尾部设有一中空的连接螺管，所述的圆管的头部设有一减震用橡胶管，所述的减震用橡胶管的头部设有一用于固定的套圈，所述的连接螺管上设有一锁止螺帽，所述的减震用橡胶管与所述的圆管焊接连接，所述的减震用橡胶管与所述的套圈焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种医用自动清洗机的管头连接器，其特征是，所述的连接螺管的内部设有一升压空腔。

3.根据权利要求2所述的一种医用自动清洗机的管头连接器，其特征是，所述升压空腔为锥形。