基于動(dòng)力學(xué)分析的慣性觸發(fā)開關(guān)彈簧校核方法

王 珍，劉繼鵬，穆國(guó)益

(1.西安機(jī)電信息技術(shù)研究所，陜西 西安 710065;2.西安電子工程研究所，陜西 西安 710100 )

0 引言

慣性觸發(fā)開關(guān)是國(guó)內(nèi)外導(dǎo)彈、火箭彈等機(jī)電觸發(fā)引信和炮彈無(wú)線電引信廣泛使用的慣性力識(shí)別元件。在機(jī)電觸發(fā)引信中慣性開關(guān)用于控制首發(fā)電爆炸元件的工作狀態(tài)[1]；在炮彈無(wú)線電引信中，用于引信近炸功能失效、落地后備發(fā)火的導(dǎo)通[2]。慣性觸發(fā)開關(guān)閉合閾值決定了其對(duì)目標(biāo)介質(zhì)的響應(yīng)和抗彈道環(huán)境干擾的能力。為保證引信可靠作用和彈道內(nèi)安全，需要對(duì)開關(guān)的閉合閾值進(jìn)行檢測(cè)；而慣性開關(guān)彈簧的抗力設(shè)計(jì)直接影響開關(guān)的閉合閾值。近年來(lái)，慣性開關(guān)應(yīng)用于遠(yuǎn)程火箭炮制導(dǎo)殺爆彈引信、遠(yuǎn)程火箭彈無(wú)線電近炸引信中，由于受彈簧材料、鋼絲直徑、熱處理工藝、彈簧高度設(shè)計(jì)等多種因素影響致使開關(guān)結(jié)構(gòu)中彈簧抗力范圍難以滿足預(yù)定使用要求，導(dǎo)致多數(shù)開關(guān)在閾值范圍內(nèi)提前閉合。

相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)慣性開關(guān)動(dòng)態(tài)特性、閉合閾值、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行了研究：如文獻(xiàn)[1]對(duì)慣性開關(guān)的動(dòng)態(tài)特性與彈道安全性進(jìn)行了分析，對(duì)慣性觸發(fā)開關(guān)的接電過(guò)載閾值進(jìn)行了仿真。文獻(xiàn)[2]針對(duì)慣性觸發(fā)開關(guān)靈敏度與彈道安全性矛盾，設(shè)計(jì)出適用于非旋轉(zhuǎn)彈藥或低旋彈藥帶加重柱的慣性觸發(fā)開關(guān)。文獻(xiàn)[3]為滿足無(wú)線電引信鈍感度要求，設(shè)計(jì)出懸臂粱式單向高過(guò)載閉合的開關(guān)。但是上述文獻(xiàn)中未見(jiàn)有開關(guān)簧抗力與閉合閾值特性響應(yīng)或開關(guān)簧抗力校核的相關(guān)報(bào)道，為解決慣性觸發(fā)開關(guān)在閾值內(nèi)提前閉合的問(wèn)題，校驗(yàn)開關(guān)彈簧的適用抗力范圍，本文提出了基于動(dòng)力學(xué)分析的慣性觸發(fā)開關(guān)彈簧校核方法。

1 慣性觸發(fā)開關(guān)及動(dòng)力學(xué)分析方法

1.1 慣性觸發(fā)開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理

慣性觸發(fā)開關(guān)由導(dǎo)電套、絕緣套、碰炸桿、小彈簧、殼體組成。開關(guān)結(jié)構(gòu)及小彈簧設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1，圖中小彈簧抗力0.07～0.10 N。碰炸桿與殼體構(gòu)成開關(guān)的一極，導(dǎo)電套構(gòu)成開關(guān)的另一級(jí)，構(gòu)成兩極的金屬零件之間通過(guò)絕緣套隔開。其工作原理為火箭彈發(fā)射碰及目標(biāo)后，碰炸桿受前沖力，壓縮小彈簧前沖與導(dǎo)電套接觸使開關(guān)閉合，觸發(fā)電路導(dǎo)通，引信作用；或擦地時(shí)受側(cè)向慣性力側(cè)向擺動(dòng)與導(dǎo)電套接觸，開關(guān)閉合、觸發(fā)電路導(dǎo)通。為了滿足引信使用功能，要求慣性觸發(fā)開關(guān)在徑向過(guò)載小于100g時(shí)不閉合，達(dá)到300g時(shí)可靠閉合。為滿足上述使用要求，必須合理設(shè)計(jì)開關(guān)中小彈簧，確定與閉合閾值匹配的抗力范圍。

必須說(shuō)明，引信中慣性開關(guān)通常采用兩種安裝方式：軸向安裝時(shí)開關(guān)軸線與彈軸平行；徑向安裝時(shí)開關(guān)軸線與彈軸垂直。本文所提及慣性觸發(fā)開關(guān)為徑向安裝。

圖1 慣性觸發(fā)開關(guān)及小彈簧Fig.1 Inertial impact switch and small spring

1.2 彈簧阻尼模型

動(dòng)力學(xué)分析中接觸碰撞現(xiàn)象是結(jié)構(gòu)實(shí)體在碰撞的瞬間實(shí)體結(jié)構(gòu)不變化，兩個(gè)構(gòu)件一旦接觸，兩個(gè)實(shí)體在碰撞后動(dòng)量改變，碰撞時(shí)兩者的實(shí)體外形邊界不能相互入侵。等效彈簧阻尼法分析碰撞現(xiàn)象就是將碰撞過(guò)程中的接觸力等效為一個(gè)彈簧阻尼模型[4]。

如圖2，I、J碰撞后，法向接觸力Fn[5]：

(1)

圖2 等效彈簧阻尼模型Fig.2 Equivalent spring damping model

Fn中一部分是由碰撞體之間相互切入產(chǎn)生的彈性力，另一部分是由相對(duì)速度產(chǎn)生的阻尼力。等效彈簧阻尼法通過(guò)選取合理的接觸力模型，就可以求解接觸力。本文應(yīng)用動(dòng)力學(xué)(RecurDyn)分析軟件中的相對(duì)坐標(biāo)法仿真理論，采用完全遞歸算法進(jìn)行多剛體動(dòng)力學(xué)模型的建立和求解，其接觸力Fn[5]：

(2)

1.3 動(dòng)力學(xué)(RecurDyn)分析方法

本文應(yīng)用RecurDyn動(dòng)力學(xué)仿真軟件進(jìn)行分析。依據(jù)設(shè)計(jì)建立三維開關(guān)實(shí)體模型，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真分析，確定慣性觸發(fā)開關(guān)在預(yù)定載荷條件下閉合時(shí)開關(guān)彈簧的適用抗力范圍，依此對(duì)原設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)慣性開關(guān)彈簧進(jìn)行校核。

RecurDyn(Recursive Dynamic)是韓國(guó)FunctionBay公司開發(fā)出的新一代多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件，可提供多種約束類型和力的施加形式，RecurDyn集成在NX軟件中，其前后處理器使用的是NX中分析模塊的前后處理器。求解器Solver根據(jù)用戶建立系統(tǒng)級(jí)機(jī)械虛擬數(shù)字化樣機(jī)模型，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)虛擬測(cè)試驗(yàn)證，通過(guò)仿真測(cè)試的數(shù)據(jù)、曲線、動(dòng)畫、軌跡等判定結(jié)果。由于傳統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析軟件對(duì)于機(jī)構(gòu)中普遍存在的接觸碰撞問(wèn)題解決得不夠完善，這其中包括過(guò)多的簡(jiǎn)化、求解效率低下、求解穩(wěn)定性差等問(wèn)題，難以滿足工程應(yīng)用的需要等，RecurDyn利用多體動(dòng)力學(xué)理論，基于相對(duì)坐標(biāo)系建模和完全遞歸算法求解，解決了接觸碰撞中的上述問(wèn)題。在接觸建模方面，通過(guò)定義多種接觸方式方便用戶操作并可實(shí)現(xiàn)高效率的求解。RecurDyn可在短時(shí)間內(nèi)修正設(shè)計(jì)方案，縮短設(shè)計(jì)周期。其主要特點(diǎn)就是強(qiáng)大的接觸模擬，包括三維的面-面接觸。

應(yīng)用RecurDyn仿真分析的步驟：

1) 三維零件建模。根據(jù)零件設(shè)計(jì)(圖1)建立三維裝配模型，模型中各零件質(zhì)量與零件設(shè)計(jì)質(zhì)量相同。

2011版語(yǔ)文課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“識(shí)字、寫字是閱讀和寫作的基礎(chǔ)，也是貫串整個(gè)義務(wù)教育階段的重要教學(xué)內(nèi)容”“第三學(xué)段，要在每天的語(yǔ)文課中安排10分鐘，在教師指導(dǎo)下隨堂練習(xí)，做到天天練?！庇纱丝梢?jiàn)，課標(biāo)對(duì)于識(shí)字寫字的要求并非局限于第一、二學(xué)段，而對(duì)于小學(xué)高年級(jí)的識(shí)字寫字也依舊重視。高年級(jí)的教師應(yīng)該遵循課標(biāo)的要求，確保識(shí)字、寫字的課時(shí)量。教師應(yīng)該明確每一課識(shí)字寫字的目標(biāo)，如實(shí)落實(shí)識(shí)字寫字目標(biāo)，如在這一課中，要明確本課要學(xué)生會(huì)認(rèn)哪些生字，會(huì)寫哪些生字，要區(qū)分哪些形近字、易錯(cuò)字、多音字，要重點(diǎn)理解哪些字詞的含義，積累哪些字詞，如近義詞、反義詞、成語(yǔ)等，這些都應(yīng)該成為教師教學(xué)設(shè)計(jì)的的一部分。

2) 動(dòng)力學(xué)分析建模。根據(jù)三維裝配模型，設(shè)置連桿與運(yùn)動(dòng)副。

3) 接觸算法設(shè)定及接觸力仿真計(jì)算。接觸算法中求解碰撞力的方法有兩種：一種是補(bǔ)償法(Restitution)，另一種是沖擊函數(shù)法(Impact)。補(bǔ)償法由于參數(shù)更難準(zhǔn)確設(shè)置，本文采用沖擊函數(shù)法計(jì)算碰撞力。沖擊函數(shù)法根據(jù)Impact函數(shù)計(jì)算兩個(gè)構(gòu)件之間的碰撞力，這個(gè)碰撞力由兩部分組成，一部分是由兩個(gè)構(gòu)件之間的相互切入產(chǎn)生的彈性力；另一部分是由相對(duì)速度產(chǎn)生的阻尼力[6]。Impact函數(shù)計(jì)算碰撞采用有變形的非線性彈簧阻尼模型，通過(guò)計(jì)算接觸面發(fā)生滲透時(shí)的法向接觸力Fn進(jìn)行分析。

由于碰撞是一個(gè)連續(xù)過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行積分，可避免廣義動(dòng)量平衡法在處理斜碰撞問(wèn)題時(shí)引起的能量增加在Impact函數(shù)中，通過(guò)修改阻尼系數(shù)處理非線性阻尼彈簧，定義瞬態(tài)阻尼系數(shù)C[6]。

C=Step(δ，0，0，dmax，Cmax)

(3)

式(3)中，Step函數(shù)是3次多項(xiàng)式逼近的海維賽函數(shù)；dmax為最大滲透量；Cmax為最大瞬態(tài)阻尼系數(shù)。C的初始值為0，其值隨變形量的增大而增大，當(dāng)滲透量d達(dá)到dmax時(shí)，C同時(shí)也達(dá)到Cmax。最終接觸力計(jì)算公式Fn[6]為：

Fn=Kδe+Step(δ，0，0，dmax，Cmax)

(4)

4) 通過(guò)碰撞體之間的直線距離分析判斷碰撞體是否碰合。根據(jù)赫茲理論，處于彈性半空間內(nèi)的接觸體之間的接觸發(fā)生在一個(gè)接觸區(qū)域內(nèi)，而接觸區(qū)域通常很難確定，需要對(duì)接觸面進(jìn)行離散化處理。RecurDyn采用對(duì)稱點(diǎn)面接觸法來(lái)離散接觸區(qū)域，接觸區(qū)域的離散通過(guò)實(shí)體模型的集合屬性進(jìn)行。每個(gè)零件都有一個(gè)形體(Shell)屬性，每一個(gè)Shell屬性和一個(gè)Shell文件相關(guān)聯(lián)。其中形體是通過(guò)很多多面體進(jìn)行布爾運(yùn)算拼接而成，Shell文件在三維實(shí)體創(chuàng)建過(guò)程自動(dòng)生成，記錄包含所有節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)和編號(hào)，并隨形體的運(yùn)動(dòng)發(fā)生相應(yīng)改變。兩物體的接觸判斷基于非穿透條件，即相互接觸的兩個(gè)物體不能相互嵌入。確定接觸點(diǎn)與目標(biāo)面之間的間隙或接觸穿透是通過(guò)把接觸點(diǎn)向法向投影獲得[7-9]。節(jié)點(diǎn)與投影點(diǎn)的直線距離，如果直線距離小于0，說(shuō)明接觸發(fā)生了；反之，表示兩個(gè)接觸體處于分離狀態(tài)。

2 基于動(dòng)力學(xué)分析(RecurDyn)的慣性觸發(fā)開關(guān)彈簧校核方法

2.1 慣性觸發(fā)開關(guān)三維建模

依據(jù)慣性觸發(fā)開關(guān)結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件圖中導(dǎo)電套、碰炸桿、小彈簧、殼體的裝配關(guān)系沿X，Y，Z方向建立三維開關(guān)模型，三維模型中導(dǎo)電套、碰炸桿、殼體質(zhì)量分別與零件設(shè)計(jì)質(zhì)量相同。

2.2 動(dòng)力學(xué)分析建模

根據(jù)三維模型設(shè)置連桿與運(yùn)動(dòng)副，根據(jù)小彈簧設(shè)置彈簧單元。將導(dǎo)電套、絕緣套、殼體設(shè)置成移動(dòng)連桿(簡(jiǎn)稱連桿一)，碰炸桿設(shè)置為固定連桿，移動(dòng)連桿與固定連桿之間通過(guò)彈簧連接，形成動(dòng)力學(xué)分析模型。模擬開關(guān)工作時(shí)受力狀態(tài)，沿分析模型徑向施加預(yù)定載荷，應(yīng)用RecurDyn仿真計(jì)算不同沖擊過(guò)載、不同彈簧抗力條件下兩連桿之間的接觸力。由于受外力沖擊后彈簧壓縮、連桿一移動(dòng)與碰炸桿接觸完成開關(guān)碰合，由此得出開關(guān)在不同沖擊過(guò)載、不同彈簧抗力條件下的閉合情況。圖1中碰炸桿頂端至導(dǎo)電套內(nèi)孔之間的軸向間距為軸向閉合行程，碰炸桿一側(cè)與導(dǎo)電套內(nèi)孔壁之間的橫向間距為徑向閉合行程。

2.3 接觸算法設(shè)定及接觸力計(jì)算

按式(2)計(jì)算接觸力Fn，由于小彈簧有預(yù)壓力，接觸碰撞過(guò)程碰撞桿和殼體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且碰撞后碰炸桿和殼體是平面接觸，故在彈簧預(yù)壓情況下需設(shè)置庫(kù)侖摩擦系數(shù)。另外，接觸力Fn中的彈性力和阻尼力，通過(guò)設(shè)定接觸剛度指數(shù)、接觸阻尼指數(shù)、補(bǔ)償指數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里接觸剛度指數(shù)m1用來(lái)仿真彈性力，接觸阻尼指數(shù)m2、補(bǔ)償指數(shù)m3用來(lái)仿真阻尼力，補(bǔ)償指數(shù)m3一般設(shè)置為0。

2.4 結(jié)果判斷

2.5 校核

依據(jù)仿真結(jié)果確定閾值內(nèi)開關(guān)閉合條件下小彈簧的抗力范圍，依此改進(jìn)彈簧設(shè)計(jì)參數(shù)并通過(guò)離心篩選試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

3 驗(yàn)證

以火箭彈引信慣性觸發(fā)開關(guān)彈簧抗力校驗(yàn)為算例。仿真驗(yàn)算時(shí)，連桿一即由導(dǎo)電套、絕緣套、殼體形成的移動(dòng)連桿，連桿二即碰炸桿，二者之間的彈簧連接關(guān)系由彈簧阻尼模型實(shí)現(xiàn)。慣性觸發(fā)開關(guān)徑向閉合行程d為0.6 mm，軸向閉合行程為1.2 mm。彈簧抗力為0.07～0.10 N，碰炸桿質(zhì)量0.07 g。開關(guān)三維分析模型見(jiàn)圖3。其中導(dǎo)電套、絕緣套、殼體組成移動(dòng)連桿(即連桿一)，連桿一結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：質(zhì)量1.125 6 g，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ix=0.014 9 kg·mm2，Iy=0.014 8 kg·mm2，Iz=0.005 2 kg·mm2。碰炸桿為連桿二，其質(zhì)量0.077 2 g，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ix′=0.000 3 kg·mm2，Iy′=0.000 3 kg·mm2，Ix′=0.000 035 2 kg·mm2。依據(jù)設(shè)計(jì)小彈簧設(shè)置為：自由長(zhǎng)度5.5 mm。

圖3 慣性觸發(fā)開關(guān)三維分析模型Fig.3 3D analysis model ofinertial impact switch

將外載荷加載在連桿一上，彈簧抗力分別為0.07 N，0.1 N，0.13 N，0.18 N，0.22 N，彈簧預(yù)載入長(zhǎng)度3.2 mm。彈簧自由長(zhǎng)度L0[5]：

(5)

式(5)中，L為彈簧預(yù)載入長(zhǎng)度，L0為彈簧自由長(zhǎng)度；F為預(yù)加載力；k為彈性系數(shù)。圖3中碰撞連接采用彈簧-阻尼模型，由于受力后連桿一相對(duì)于連桿二會(huì)輕微移動(dòng)，連桿一與連桿二均為剛體且表面光滑，二者之間的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)較小分別取為0.3和0.2。計(jì)算Fn，由于連桿一與連桿二均為剛體，接觸剛度指數(shù)m1取為1 000，接觸阻尼指數(shù)m2取為1。

仿真采用沿分析模型半徑方向單向加載，載荷分別為100g，3.0 ms；100g，3.8 ms；200g，3.0 ms；200g，3.8 ms；300g，3.0 ms；300g，3.8 ms。彈簧抗力分別為0.07 N，0.1 N，0.13 N，0.18 N，0.22 N。碰炸桿能否碰及到導(dǎo)電套，以碰炸桿和導(dǎo)電套之間的間距D進(jìn)行判定。間距為0則開關(guān)碰合導(dǎo)通。分析模型中結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 分析模型中結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Analysis of structural parameters in the model

外載荷工況：3 ms加載曲線見(jiàn)圖4(a)，外加載荷分別為100g，200g，300g。3.8 ms加載曲線見(jiàn)圖4(b)，外加載荷分別為100g，200g，300g。均在0.001 s時(shí)開始加載，0.002 s時(shí)加速度達(dá)最大值，0.003 s時(shí)加速度下降，0.004 s時(shí)加速度降為0。

圖4 加載曲線Fig.4 Loading curve

仿真結(jié)果如圖5—圖9所示。

圖5為外載荷工況300g、3 ms，彈簧抗力0.07 N，碰炸桿和導(dǎo)電套之間的間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)變化曲線圖中D最小值為0.000 4 mm，判定為開關(guān)碰合。

圖5 外載荷工況300 g、3 ms，彈簧抗力0.07 N，間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)(0.01 s/800)變化曲線Fig.5 External load condition 300 g, 3 ms spring resistance 0.07 N The changing curve of distance D with time step

圖6為外載荷工況200g、3 ms，彈簧抗力0.22 N，碰炸桿和導(dǎo)電套之間的間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)變化曲線。圖中D最小值為0.350 5 mm，判定為開關(guān)不閉合。

圖6 外載荷工況200 g、3 ms，彈簧抗力0.22 N，間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)(0.01 s/800)變化曲線Fig.6 External load condition 200 g, 3 ms spring resistance 0.22 N The changing curve of distance D with time step

圖7為外載荷工況300g、3.8 ms，300g、3 ms，200g、3.8 ms，彈簧抗力分別為0.07 N，0.10 N，0.13 N，0.18 N，0.22 N時(shí)，碰炸桿和導(dǎo)電套之間的間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)變化曲線。

圖7 不同彈簧抗力條件下，間距D隨時(shí)間步長(zhǎng)(0.01 s/800)變化曲線Fig.7 Changing curve of distance D with time step under different spring resistance

由此得出不同彈簧抗力不同過(guò)載條件下分析模型的閉合情況，見(jiàn)表2。

表2 不同彈簧抗力不同過(guò)載條件下分析模型的閉合情況Tab.2 Analysis of the closing condition of the model under different spring resistance and different overload

由原設(shè)計(jì)可知，圓錐螺旋小彈簧的抗力為0.07～0.1 N，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(2)，表7.1-13彈簧的極限偏差和公差(摘自GB/T1239.1～4—1989)，對(duì)于冷卷壓縮彈簧，制造精度等級(jí)為1，指定高度時(shí)載荷F的極限偏差為±0.05 N[10]，而原設(shè)計(jì)彈簧抗力范圍僅為0.03 N，由此可知小彈簧的抗力范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)給定的公差范圍。

依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，抗力均值為0.085 N，查表知抗力范圍可選為0.04～0.13 N，為滿足預(yù)定閾值100g不閉合，300g閉合的使用要求，結(jié)合開關(guān)篩選檢測(cè)時(shí)多數(shù)出現(xiàn)過(guò)早閉合的現(xiàn)象，綜合仿真結(jié)果可知，需要調(diào)整小彈簧原設(shè)計(jì)參數(shù)，提高抗力設(shè)計(jì)范圍。

由此將彈簧鋼絲直徑由0.14 mm改為0.16 mm，由圓錐螺旋壓縮彈簧的變形和強(qiáng)度計(jì)算公式可推算出鋼絲直徑增大后，載荷F為0.145 N，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，精度等級(jí)為1時(shí)，指定高度時(shí)載荷F的極限偏差可取為0.1～0.19 N。依據(jù)仿真結(jié)果，此抗力范圍滿足100g不閉合，300g可靠閉合的閾值要求。

試驗(yàn)室條件下，選抗力為0.1～0.19 N的小彈簧，裝配20個(gè)慣性觸發(fā)開關(guān)，在離心機(jī)上進(jìn)行篩選檢測(cè)，試驗(yàn)g值分別設(shè)置為100g和300g，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

校核結(jié)果表明，抗力范圍設(shè)計(jì)為0.1～0.19 N后，小于100g閉合的開關(guān)由7/10降為3/10，開關(guān)提前閉合的現(xiàn)象明顯減少。

表3 彈簧抗力提高后開關(guān)閉合閾值篩選試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比Tab.3 Comparison of screening test for switch closing threshold after the improvement of spring resistance

4 結(jié)論

本文提出了基于動(dòng)力學(xué)分析的慣性觸發(fā)開關(guān)彈簧校核方法。該方法將開關(guān)結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電套、殼體等設(shè)置為移動(dòng)連桿，與碰炸桿、小彈簧形成三維碰撞關(guān)系，采用等效彈簧阻尼法將碰撞過(guò)程中的接觸力等效為彈簧阻尼模型、建立分析模型，模擬開關(guān)工作時(shí)受力狀態(tài)單向加載，計(jì)算外加載荷工況為100g，200g，300g，彈簧抗力為0.07 N，0.10 N，0.13 N，0.18 N，0.22 N時(shí)碰炸桿和導(dǎo)電套的碰合間距，確定300g閾值內(nèi)開關(guān)閉合條件下小彈簧的抗力范圍。仿真及離心篩選試驗(yàn)表明，改進(jìn)彈簧設(shè)計(jì)參數(shù)，將抗力設(shè)計(jì)為0.10～0.19 N后，可有效解決慣性觸發(fā)開關(guān)在300g閾值內(nèi)提前閉合的問(wèn)題。