基于ANSYS的电容式测压器的数值模拟

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第２Ｏ卷第１期２０１３年２月
工程
设
计学
报
Ｖ０１．２ＯＮｏ．１
Ｆｅｂ．２０１３
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ
ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７５４Ｘ．２０１３．Ｏ１．０１２
ＬＩＵＲｕｉ－ｊｕｎ，ＬＩＸｉｎ — ｅ，ＺＨＡＯＤｉｎｇ ’
（１．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；
ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５ｉ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｅｔ：Ａｒｕｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｅｎｓｏｒｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｍａｌｌｓｉｚｅｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｕｇｅｉｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｏｆｇｕｎｃｈｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｉ — ｅｎｔａｎｄｓｔａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｍａｄｅｏｎｓｈｅｌｌｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｕｇｅｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ
静态分析的结果对壳体电容进行最小二乘法拟合，拟合相关系数为０．９９７５，并绘制出电容式测压器的静态灵敏度
曲线，在模拟膛压发生器上进行动态实验，采用上升沿校准的方法对膛压曲线进行分析．结果表明：该测压器具有
摘
要：针对目前火炮膛压测试中传感器安装结构与测压器小体积之间的矛盾，设计了一种壳体电容式压力传感
器．介绍了测压器的结构及基本原理，并利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对测压器的壳体进行了静态及瞬态分析，由
ａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ．Ｓｈｅｌｌｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｗａｓｆｉｔｔｅｄｂｙｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｔａｔｉｃａ —
ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃａｐａｃｉｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｕｇｅＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
基于ＡＮＳＹＳ的电容式测压器的数值模拟
刘芮君，李新娥，赵鼎
（１．中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原０３００５１；２．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原０３００５１）
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ．
图6静态灵敏度曲线fig6thecurveofstaticsensitivity从图中不难看出测压器静态灵敏度随压力载荷增加而增加当压力载荷接近于零时其静态灵敏度为53771104vmpa当压力载荷接近峰值载荷时其灵敏度为10444103vmpa4测压器壳体瞬态高压冲击响应鉴于测压器所处环境的恶劣性对其壳体进行瞬态动力学仿真以得到它在承受600mpa峰值压力时的动态响应对壳体强度设计进行验证
良好的非线性，静态灵敏度随压力载荷的增加而增加；该设计方案是可行的，值得推广．
关键词：膛压；电容传感器；ＡＮＳＹＳ
中图分类号：ＴＪ４２０文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７５４Ｘ（２Ｏ１３）Ｏ１ — ００５５ — ０５