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研究生:劉加棋
研究生(外文):LIU, CHIA-CHI
論文名稱:國造小口徑槍枝抗性減音器構型設計參數最佳化之研究
論文名稱(外文):Optimization on Configuration Parameters of Small Caliber Gun Reactive Noise Suppressor
指導教授:徐道賢
指導教授(外文):HSU, TAO-HSIEN
口試委員:林聰穎平新治馬樹榮黃智彥
口試委員(外文):LIN, TSUNG-YINPING, HSIN-CHIHMA, SHU-JUNGHUANG, CHIH-YEN
口試日期:2017-05-11
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:機械工程碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:槍枝減音器槍口噪聲模擬最佳化設計
外文關鍵詞:noise suppressornoise simulationoptimize
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步槍擊發時常伴隨強大的槍口噪音,不僅暴露自身戰場位置,對人體健康更容易造成危害,因此各國也將人員安全視為高度關注的項目。加裝槍口減音器是現階段降低槍口噪音的主流作法,而減音器的設計樣式更加多樣化,構型與減音量的精進儼然為開發者的重要課題。
本研究之目的在探討減音器不同的設計參數與噪音聲壓級的關係,從槍枝擊發的過程中,運用動量守恆原理建立內彈道方程式獲得出槍口之壓力與速度,接續從聲學原理預測聲場,建立減音器相關參數的數學模型。最後使用高速攝影照片驗證模型可行性,並實施敏感度與最佳化分析,此方法可節省從設計、製造到測試時間的龐大資源,成果可納入後續研發參考。
In the present warfare, the noises produced by rifles are always the inherent problem for soldiers. That sound will not only exposes their battlefield positions, but also harms the health of soldiers. Therefore, reducing the noises from rifles becomes an important issue in the design work. Nowadays, solutions to improve this problem is to install a noise suppressor on the muzzle. There are different designs of noise suppressors in the market, how to improve the efficiency becomes the major mission for designers.
The purpose of this study is to figure out the relationship between the design parameters and the sound pressure level of the suppressor. Using the principle of conservation of linear momentum, the internal ballistic equations about the air pressure and bullet velocity can be obtained. Then, the sound level of the firearm can be predicted based on experiments and experience equations. Then, the parameters that affect the efficiency of a suppressor can be realized. Finally, the feasibility of the equations can be verified by the high-speed photographs. Sensitivity and optimization analysis on the parameters can also be obtained. The results of this study provide a good approach during the product development.
摘要
ABSTRACT
目錄
表目錄
圖目錄
1.緒論
1.1前言
1.2槍(砲)口裝置(Muzzle Device)
1.2.1減音器(Noise Suppressor)
1.2.2消焰器(Flash/Smoke Suppressor)
1.2.3制退器(Muzzle Brake)
1.3槍口噪音的成因
1.4槍口流場特性
1.5文獻回顧
1.6研究動機及方法
1.7論文架構
2.槍口減音器的分類與評價標準
2.1槍枝減音器類型及作用原理
2.1.1抗性減音器(Reactive)
2.1.2阻性減音器(Resistance)
2.1.3阻抗複合型減音器
2.2專利回顧
2.2.1抗性減音器元件構型
2.2.2減音器專利資料特點分析
2.2.3技術要點分析
2.3減音器評價指標
3.槍身二維空間的運動方程式
3.1假設條件
3.2運動方程式
3.3膛內階段(In Bore Period)彈道模擬分析
3.2.2 Le Duc參數a,b值的決定
3.2.3由彈頭行程表示彈速和膛內壓力函數
3.2.4彈頭行程和時間的關係
3.3內部機構運動時所產生的總阻力
3.3.1復進簧的阻力(Recoil Spring Force)
3.3.2內部活動元件摩擦力(Frictional Resistance of Packing)
3.4膛內彈道曲線模擬
3.4.1內彈道曲線模型建立
3.4.2模擬結果
4.槍口噪聲特性分析
4.1聲波物理概念
4.1.1聲壓級、聲強級與聲功率級
4.1.2槍口噪聲性質
4.1.3國造7.62公厘狙擊槍之聲功率
4.2槍口噪聲預測公式與估算
5.槍口減音器噪聲模擬
5.1 Bixler經驗公式與噪聲模擬計算
5.1.1 Bixler經驗公式
5.1.2噪聲模擬計算與比較
5.2 Bixler公式與實驗氣流比對
5.2.1實驗架設
5.2.2實驗結果
5.3最佳化分析
5.3.1敏感度分析
5.3.2設計變數
5.3.3目標函數
5.3.4限制條件
5.3.5最佳化結果
5.4有限元素分析
5.4.1分析設定
5.4.2槍口減音器傳輸損失模擬結果
6.結論與未來方向
6.1結論
6.2未來研究方向
7.參考文獻
自傳
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[53]http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fba7c0f0100g0el.html(2016.09.20)
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