常用的压力表有两大类，一类是电感式压力表，一类是机械式压力表。电感式压力表需要外接电源，通过压力传感器来感应压力的变化，测量精度高，价格较贵；机械式压力表结构简单，可靠性高，造价便宜，无需外接电源，应用范围很广。
机械式压力表的核心部件是弹簧管，弹簧管一般使用铜管制作，铜管的截面形状常用椭圆形和扁平形，其中扁平形使用较多。由于压力表属于量具，设计精度要求较高，核心部件弹簧管需要精确计算来确认其变形量与压力的关系、强度是否满足需求、共振频率等。
下面，猫亮设计使用solidworks simulation来分析一下压力表内的弹簧管是如何工作的，以及在设计压力表弹簧管时需要注意哪些问题。
弹簧管建模
由于我们要使用有限元完成弹簧管的计算，弹簧管属于一个典型的壳体结构，为了简化问题，对弹簧管采用曲面建模。弹簧管的末端对分析结果没有影响，为了简化模型，因此弹簧管的末端采用开口的方式。
使用曲面扫描，建立一个曲面实体模型。
弹簧管截面图，截面中心位于扫描路径上。
弹簧管扫描路径图。
弹簧管非线性静力学分析
弹簧管受到压力后会发生较大的变形，合位移变化较大，属于典型的大变形非线性有限元分析问题，对其分析时需要使用非线性静力学分析。
材料选择
使用solidworks材料库中现有的材料-铜。
壳体定义：
在建模时使用的是曲面建模，进入simulation后系统会自动将曲面实体识别为壳单元。这里只需要设置好壳单元的厚度即可，弹簧管的厚度按下图设置为0.7mm。
夹具定义
选择弹簧管下端的面，采用固定约束。
压力载荷的施加
一般的压力表的量程为0.7Mpa，在计算时，选择上一步约束面以外的所有面，添加0.7Mpa的压力载荷，注意压力载荷的方向超向铜管外侧。
由于我们分析使用的是壳单元，选择面的时候不用区分内外表面，只需要注意载荷的方向即可。
网格划分
由于弹簧管的截面最小尺寸为半径1.5mm，划分单元格的时候需要采用比1.5mm小的单元格尺寸，这里采用1mm的单元格对整个模型划分网格。
solidworks simulation计算
计算完成后查看应力结果和位移结果。
应力结果如下，最大应力发生在铜管左侧截面的圆角处，远小于屈服极限，安全系数2，整个结构在工作中是可靠的。
机械式压力表通过弹簧管末端的变形来带动齿轮机构使指针转动显示压力值，因此我们只关系弹簧管末端的位移值。
通过对计算结果的分析，这个例子中的弹簧管末端在Z方向和X方向上的位移很小，其末端位移主要发生在Y方向上，随着压力的上升，最大位移为8.7mm
弹簧管模态分析
压力表做为一种通用量具，需要在各种工况下工作，为了避免压力表因共振损坏，需要对弹簧管的模态进行分析。
在频率分析中，将前面计算中使用的边界条件（材料、固定约束、网格划分）输入到频率分析中，完成频率计算。
在频率计算中我们只分析了前五阶的固有频率，第一阶固有频率为51Hz，通过质量参与来看其振动发生在X方向；第二阶固有频率为69Hz，其振动发生在Z方向上，第三阶为108Hz，X、Y方向同时发生振动。
在使用或设计弹簧管式压力表的时候，我们要综合考虑，避免压力表在固有频率点附近工作。
