引信微机电安全系统的可靠性分析与改进

在引信微机电(MEMS)安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时,为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析,提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程,并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性,分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素,并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机,并通过试验验证了该设计方案的可行性。

微机电锁销的电磁驱动电路

迫弹引信的MEMS安全保险机构没有明显的旋转环境可用,而电发冲推器体积大,不适宜与微型化的MEMS结构配合应用。为此,对于新设计的82 mm迫弹引信安全系统的微机电锁销,提出了电磁驱动的驱动方式,设计了驱动电路。该机构不直接利用惯性力解保,而是应用传感器采集环境信息、主控芯片控制驱动电路带动电磁驱动器吸附锁销磁体,解除保险,并在滑块运动到位后,释放锁销,闭锁滑块。实验验证了其实际驱动能力和抗冲击性能。