基于有限元分析的活塞压力计形变系数理论计算

作     者：王博文 马坤 董嘉 黄谦 杨莹 杨远超 悦进 WANG Bowen;MA Kun;DONG Jia;HUANG Qian;YANG Ying;YANG Yuanchao;YUE Jin

作者机构：中国计量科学研究院北京100029 

出 版 物：《计量学报》 (Acta Metrologica Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第10期

页      面：1525-1532页

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：中国计量科学研究院基本科研业务费重点领域项目(AKYZD2303-2) 中国计量科学研究院基本科研业务费所自主项目(AKYZZ2305) 

主　　题：压力计量 形变系数 有限元分析 活塞压力计 有效面积 

摘      要：基于有限元分析方法,计算了600 kPa气体活塞压力计和500 MPa油介质活塞压力计的形变系数。根据活塞间隙压力分布与间隙形变的耦合关系,采用迭代计算,确定了在某一测量压力下活塞系统的最终压力分布和间隙。在此基础上,计算了在各压力点下的活塞有效面积,并通过最小二乘拟合获得了压力形变系数。基于Python和ANSYS APDL编写了计算程序,研究了参数微调对计算结果的影响,并评估了形变系数计算结果的不确定度。对于600 kPa气体活塞压力计,形变系数的有限元计算结果与简单理论计算结果相差仅0.8%;对于500 MPa油介质活塞压力计,形变系数的有限元计算结果与实验测量值在不确定度范围内一致。