本课题针对中大口径炮弹的环境特征，结合微电子机械系统在引信中的应用，为前期设计的微型接电开关设计一种碰撞阻尼结构，并根据仿真分析结果对结构进行改进设计，使开关能够实现识别各种引信环境，同时又能保证开关能够快速、持续的接通；研究该结构对于利用MEMS引信微型惯性开关实现引信的小型化、弾药系统的灵巧化和信息化，在武器系统中有更广泛的需求和广阔的应用前景。

1。2  国内外研究现状

1。3  本课题主要内容

本课题需要完成以下工作：

1）查阅资料，了解中大口径炮弹引信工作原理和特点；

2）查阅资料，分析MEMS惯性接电开关的环境识别结构设计特点和工作原理，分析其性能要求； 

3）建立推导碰撞阻尼机构的动力学模型；

4）设计并优化碰撞阻尼机构参数，进行动力学响应分析。

其中ANSYS动力学仿真是课题的一个关键环节，建立好机构的模型后，利用ANSYS软件进行曲折槽机构运动和动力仿真分析，改善机构的参数，以保证曲折槽机构的实用性。

2  环境识别机构的工作原理和性能要求

微型接电开关属于引信的一部分，它主要控制引信电源勤务阶段的安全和发射时的可靠作用；而开关中能区分勤务环境和发射环境的是环境识别机构，所以微型机电开关的环境识别机构对引信电源至关重要。文献综述

2。1  环境识别机构的工作原理

微型接电开关是基于微电子机械系统设计的能够识别不同环境加速度载荷并完成设定功能的接在引信电源电路中的微惯性器件[7]。接电开关大多采用弹簧-质量-阻尼-阻尼系统，主要包括环境识别机构和闭锁机构；本课题主要研究的正是其中的环境识别机构。

环境识别机构是通过感应所处环境中环境力的大小以及作用时间来识别机构所处的工作环境，并完成相应的响应识别动作。弹丸在正常发射时经历的环境非常复杂，不同的弹丸发射时有着不同的后坐载荷加速度，范围在几个g到几万个g之间[8]。因为勤务处理和发射时的载荷作用大小及作用时间完全不同，由此可以利用不同的载荷响应实现对环境的区分。

图2。1 接电开关机构模型

如图2。1所示的接电开关是文献[9]中一种的开关[9]。该弹簧-质量-阻尼块系统模型作为惯性驱动机构感受加速度冲击并完成致动，利用质量块的曲折槽结构与固定锚销的相互碰撞消耗能量达到延时效果，完成不同载荷环境的识别。

2。2  环境识别机构的性能要求

本课题所研究的接电开关是要求适用于中大口径的火炮弹药引信，应满足以下性能要求：

1）小型化：本课题采用的是MEMS技术设计，所以结构小型化是本课题的优势；同时，该机构也需要满足开关总体尺寸小型化的要求；

2）识别勤务处理环境：识别在各种勤务处理环境干扰的情况，在这些情况下都要保证质量块不可以运动到位，从而使接电开关不能闭合；

3）发射环境要求：机构应该能在正常发射环境的激励下快速响应，而且响应的时间应满足一定的指标要求；

4）抗高过载性能：根据中大口径炮弹的应用环境要求，要求机构各部件在高g冲击过载后不发生损坏。

2。2。1  勤务处理要求

 这里分析的勤务处理环境主要是垂直落向钢板的跌落环境，根据设计经验，一般1。5m的落高试验所受到的冲击过载最大量值为7000g-20000g，持续作用时间150-350μs[10]。在本课题中设定勤务跌落载荷阈值为15000g-300μs，机构在图2。2所示载荷下不能运动到位，使开关仍不能闭合。