引信MEMS闭锁机构高g值冲击实验与仿真

裴向前，曹 云，席占稳，聂伟荣，徐 娜

(南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094)

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近年来，许多MEMS机构由于体积小、功耗低、灵敏度高等优点在民用与军用领域广受关注，包括MEMS加速度计、MEMS陀螺仪等MEMS传感器[1-4]。很多MEMS机构中，由于机械结构间发生接触与碰撞，存在接触后反弹导致机械故障或在接触后的振动导致重复接触等不稳定现象。机械闭锁机构可以有效地减少这种振动和不稳定的现象，保证机构的稳定性[5-6]。如引信MEMS安全与解除保险机构和MEMS恒通式加速度开关均有闭锁机构，在MEMS引信安保机构中，闭锁机构在解除保险后，处于复杂的外界力学环境下可以保证MEMS机构的稳定[7-8]。因此，MEMS闭锁机构实现可靠闭锁十分重要。

MEMS闭锁机构在大于阈值的加速度作用下，锁头运动与闭锁梁接触并通过闭锁梁弯钩形成闭合。在已开展的MEMS闭锁机构相关研究中重点关注的是结构最终是否闭合，而对闭锁机构在全时域和空间上的运动及闭锁过程的研究较少，这些研究对MEMS设计、制造和可靠性具有非常重要的意义。MEMS隔爆滑块闭锁机构由机械构件组成，需要作相应的机械测试，特别是闭锁性能的研究。南京理工大学的李雯迪、郑灿等人对MEMS隔爆滑块闭锁机构进行了性能测试[9-10]；文献[11]研究了MEMS机构的冲击响应；文献[12]对MEMS传感器进行了闭锁阈值的测试研究。以上这些测试仅观察最终是否闭锁或者采用电测量方法，存在一定局限性。除了结构测试和闭锁结果的验证以外，还需要MEMS机构的动态特性分析测试。……