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研究生:林佳永
研究生(外文):Lin Chia Yung
論文名稱:砲口制退器構型設計之研究
指導教授:林聰穎
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學中正理工學院
系所名稱:兵器系統工程研究所
學門:軍警國防安全學門
學類:軍事學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:砲口制退器品質機能展開有限元素分析
外文關鍵詞:muzzle brakequality function deploymentfinite element method
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在火砲發展的歷程中看來,不外乎朝威力更強大、射程更遠的方向前進,在此一模式下,彈頭出砲口速度愈高愈能靠近此一目標,因此意謂火砲需承受更高的後座力量,於是有了砲口制退器的產生,期能利用射擊時彈頭出砲口的高壓氣體吸收後座力量,隨著射程的增加,也漸漸的變成了設計火砲時不可或缺的關鍵機構,達到與制退復進機共同吸收後座力的功用。
本文從使用顧客方面著手,進行一系列需求規劃,以品質機能展開(QFD, Quality Function Deployment)的方式將顧客需求轉換成為工程上的具體規範,再進行概念設計,概念設計的產生來自相關文獻資料的分析,接著再以同樣的顧客需求標準進行概念評估。為了瞭解所產生的概念是否符合理論上的作用力模式,因此,導入有限元素分析的方法,將概念構型參數代入有限元素軟體ANSYS,並以動力學推導所得氣體負載模擬射擊時氣體推力,進行分析模擬。將一般工業界產品發展的程序導入火砲武器之開發中,使的國軍裝備武器更能符合使用者的需要。
From the development of artillery weapons, increasing the range of firing and projectile power are the ultimate goal. To achieve this purpose, the shooting speed of the projectile needs to be increased. It means that the artillery mechanisms need to stand for higher recoil force. Therefore, the muzzle brake is designed for this purpose. Muzzle brakes conduct the high air pressure during firing to the opposite direction of projectile in order to significantly absorb the recoil force. Muzzle brake becomes an important part in designing artillery weapons.
In this research, a survey on previous studies was accomplished in order to understand the needs from the customers’ point of view. The customer needs are transferred into practical engineering standards by Quality Function Deployment (QFD) method. Then the conceptual design was applied, and the ideas from the conceptual design in this research were generated from literature and intuitive intrinsic ideas. To evaluate the appropriate of the developed concepts, finite element analysis was applied. ANSYS software was used to simulate the air load conditions while firing. Therefore, this research made use of the mechanical design process into the development of artillery weapons. This could make the weapons developed in our country fit the needs of troops.
誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
符號說明 xii
1. 緒論 1
1.1 火砲演進歷程 1
1.2 火砲制退復進系統 3
1.3 砲口制退器在制退復進系統中扮演的角色 5
1.4 研究動機及方法 8
1.5 文獻回顧 10
1.6 論文大綱 11
2. 砲口制退器構型分類及作用力分析 12
2.1 砲口制退器構型分類 12
2.2 專利(Patents) 15
2.3 砲口制退器作用原理分析 21
2.3.1 砲口制退器實際作用力分析 28
3. 設計需求研究 35
3.1 品質機能展開 35
3.1.1 品質機能展開實施步驟一:認識顧客(Customers) 37
3.1.2 品質機能展開實施步驟二:確定顧客需求(Customers’Requirements) 37
3.1.3 品質機能展開實施步驟三:決定需求之相對重要性(需求權值) 37
3.1.4 品質機能展開實施步驟四:競爭評比(Competition Benchmarking) 38
3.1.5 品質機能展開實施步驟五:顧客需求轉換成工程需求 38
3.1.6 品質機能展開實施步驟六:產品設計之工程目標設定 38
3.1.7 品質機能展開實施步驟七:工程規範間之關係 38
3.2 概念設計 42
3.2.1 功能分解(Functional Decomposition) 42
3.2.2 型態方法(Morphological Method) 43
3.3 概念評估(Conceptual Evaluation) 45
4. 改良型砲口制退器設計 48
4.1 有限元素分析法 48
4.1.1 有限元素分析法概述 48
4.1.2 有限元素分析步驟 49
4.2 有限元素分析軟體-ANSYS介紹 49
4.3 設計構型參數 50
4.3.1 材料選用 50
4.3.2 武器規格 51
4.3.2.1 彈藥 51
4.3.2.2 火砲 53
4.4 結構分析 53
4.4.1 單位 53
4.4.2 元素選用 54
4.4.3 概念設計方向 55
4.4.4 概念A設計與分析 57
4.4.4.1 結構尺寸 57
4.4.4.2 構型分析 59
4.4.4.3 制退力分析 61
4.4.5 概念B設計與分析 63
4.4.5.1 結構尺寸 63
4.4.5.2 構型分析 63
4.4.5.3 制退力分析 65
4.4.6 Rheinmetall Group砲口制退器分析 67
4.4.6.1 結構尺寸 67
4.4.6.2 構型分析 67
4.4.6.3 制退力分析 67
4.5 結果與討論 72
5. 結論及未來研究方向 73
參考文獻 74
自傳 77
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[39]http://www.fas.org/man/dod-101/sys/land/120.htm
[40]ANSYS Release 9.0 Documentation
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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