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研究生： 楊智鴻
Yang, Zhi-Hong
論文名稱： 塑膠彈匣之模流分析
Mold Flow Simulation for Plastic Magazine
指導教授： 潘文峰
Pan, Wen-Feng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年： 2003
畢業學年度： 91
語文別： 中文
論文頁數： 60
中文關鍵詞： 模流分析
外文關鍵詞： Mold Flow Simulation
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    • 　　為提昇部隊的機動性與作戰力，本文將現有國造T65K2步槍的彈匣進行材料及製成的研究，在不影響現有彈匣性能的前提下，在考量彈匣透明、輕量及降低成本要求下，本文進行相關的理論研究。
    　　塑膠材料不僅有不錯的材料性質，且具透明及質輕的特性，成品可採用射出成型方法進行大量生產以降低成本，因此本文以塑膠材料為研究對象。首先，以電腦輔助工程（CAE）C－Mold軟體進行相關的模流分析，並在C－Mold軟體資料庫中選第一組塑膠材料，利用Pro/E軟體依照實際彈匣外型比例建構3D實體，在考慮不同的控制因子，建構C-Mold 簡易模流分析模式。其次，在考量不同的塑膠材料中，我們選擇具有高強度、耐衝擊、易加工等特性尼龍66工程材料為研究對象，但由於塑膠彈匣所面臨的問題是彈匣口的強度不夠，子彈容易鬆脫，因此，本文選擇玻璃纖維來增加彈匣口強度，同時也提出一個射出成型的模式及設定加工的方法。最後，為能計算出塑膠彈匣的彈性係數，本文採用一簡易的短纖維複合材料理論，在和已知C-Mold資料庫中的數據比較結果顯示，該短纖維複合材料理論可合理的提供，塑膠彈匣的彈性係數估算值。

    摘要---------------------------------I 誌謝---------------------------------II 目錄---------------------------------III 表目錄-------------------------------IV 圖目錄-------------------------------V 符號說明-----------------------------VII 第一章 緒論-------------------------------------------------------------------------1 　　1-1 前言------------------------------------------------------------------------1 　　1-2 研究目標------------------------------------------------------------------3 　　1-3 回顧自動武器的發展---------------------------------------------------4 　　1-4 有關塑膠材料運用在步槍簡介---------------------------------------8 第二章 塑膠彈匣材料概論-------------------------------------------------------10 　　2-1 塑膠彈匣物性、化性定位---------------------------------------------10 　　2-2 塑膠工業簡介------------------------------------------------------------11 　　2-3 塑膠材料及加工法------------------------------------------------------12 　　2-4 塑膠彈匣之複合材料---------------------------------------------------14 第三章 射出成型之理論分析----------------------------------------------------18 　　3-1 塑膠加工理論------------------------------------------------------------18 　　3-2 物理性質------------------------------------------------------------------19 第四章 模流分析運用-------------------------------------------------------------22 　　4-1 C-Mold 模流分析之功能簡介----------------------------------------22 　　4-2 C-Mold 模流分析之設計步驟----------------------------------------22 　　4-3 簡易模流分析結果之評估---------------------------------------------24 第五章 塑膠彈匣之射出成型----------------------------------------------------39 　　5-1 C-Mold 模流分析-------------------------------------------------------39 　　5-2 短纖維複合材料模數預報理論---------------------------------------48 第六章 結論與建議----------------------------------------------------------------50 　　6-1 結論------------------------------------------------------------------------50 　　6-2 建議------------------------------------------------------------------------56 參考文獻 ----------------------------------------------------------------------------59 表 目 錄 表2-1塑膠材料的優缺點及用途--------------------------------------------------------16 表2-2纖維強化材的種類-----------------------------------------------------------------17 表2-3玻璃纖維基本物性-----------------------------------------------------------------17 表6-1控制因子及水準表-----------------------------------------------------------------54 表6-2模流分析容積溫度的數據--------------------------------------------------------54 表6-3彈性係數E值比較-----------------------------------------------------------------55 圖 目 錄 圖1-1 7075鋁合金彈匣--------------------------------------------------------------------8 圖1-2 AK74步槍-----------------------------------------------------------------------------9 圖1-3 Steyr AUG步槍 --------------------------------------------------------------------9 圖1-4英國L96A1狙擊步槍 --------------------------------------------------------------9 圖2-1塑膠彈匣材料的物性、化性定位-------------------------------------------------10 圖2-2典型的射出成型週期--------------------------------------------------------------13 圖4-1塑膠彈匣3D實體 ------------------------------------------------------------------22 圖4-2 Mesh圖檔 ---------------------------------------------------------------------------23 圖4-3單冷卻管路充填達20﹪-----------------------------------------------------------25 圖4-4雙冷卻管路充填達20﹪-----------------------------------------------------------26 圖4-5單冷卻管路充填達60﹪-----------------------------------------------------------26 圖4-6雙冷卻管路充填達60﹪-----------------------------------------------------------26 圖4-7單冷卻管路充填達100﹪ --------------------------------------------------------27 圖4-8雙冷卻管路充填達100﹪ --------------------------------------------------------27 圖4-9單冷卻管路Weld lines ---------------------------------------------------------28 圖4-10雙冷卻管路Weld lines---------------------------------------------------------28 圖4-11單冷卻管路Air traps------------------------------------------------------------29 圖4-12雙冷卻管路Air traps -----------------------------------------------------------29 圖4-13單冷卻管路Bulk temperature ----------------------------------------------30 圖4-14雙冷卻管路Bulk temperature ----------------------------------------------31 圖4-15單冷卻管路Clamp force -------------------------------------------------------31 圖4-16雙冷卻管路Clamp force--------------------------------------------------------32 圖4-17彈匣口下沿進澆充填20﹪------------------------------------------------------33 圖4-18遠離彈匣口下沿進澆充填20﹪------------------------------------------------33 圖4-19彈匣口下沿進澆充填60﹪------------------------------------------------------33 圖4-20遠離彈匣口下沿進澆充填60﹪------------------------------------------------34 圖4-21彈匣口下沿進澆充填100﹪ ---------------------------------------------------34 圖4-22遠離彈匣口下沿進澆充填100﹪ ---------------------------------------------34 圖4-23彈匣口下沿進澆Weld lines---------------------------------------------------35 圖4-24遠離彈匣口下沿進澆Weld lines---------------------------------------------35 圖4-25彈匣口下沿進澆Air traps ---------------------------------------------------36 圖4-26遠離彈匣口下沿進澆Air traps ---------------------------------------------36 圖4-27彈匣口下沿進澆Bulk temperature ---------------------------------------37 圖4-28遠離彈匣口下沿進澆Bulk temperature ---------------------------------37 圖4-29彈匣口下沿進澆Clamp force--------------------------------------------------38 圖4-30遠離彈匣口下沿進澆Clamp force--------------------------------------------38 圖5-1塑膠彈匣的射出成型模式--------------------------------------------------------39 圖5-2（a）充填20﹪-----------------------------------------------------------------------41 圖5-2（b）充填40﹪-----------------------------------------------------------------------41 圖5-2（c）充填60﹪-----------------------------------------------------------------------42 圖5-2（d）充填80﹪-----------------------------------------------------------------------42 圖5-2（e）充填100﹪---------------------------------------------------------------------42 圖5-3 Weld lines---------------------------------------------------------------------------43 圖5-4 Air traps----------------------------------------------------------------------------43 圖5-5 Bulk temperature------------------------------------------------------------------44 圖5-6 Clamp force-------------------------------------------------------------------------44 圖5-7（a）外部模溫-----------------------------------------------------------------------45 圖5-7（b）內部上壁模溫-----------------------------------------------------------------45 圖5-7（c）內部下壁模溫-----------------------------------------------------------------46 圖5-8 Average velocity-----------------------------------------------------------------46 圖5-9（a）最初螺桿速度-----------------------------------------------------------------47 圖5-9（b）最佳化螺桿速度--------------------------------------------------------------47 圖6-1冷卻管路建議比例-----------------------------------------------------------------51 圖6-2 PVT關係圖--------------------------------------------------------------------------52 圖6-3 黏度－溫度－剪切率關係圖----------------------------------------------------53 圖6-4（a）嵌件金屬件的彈匣口--------------------------------------------------------57 圖6-4（b）嵌件金屬件的彈匣口---------------------------------------------------------57 圖6-5嵌件金屬件的彈匣口--------------------------------------------------------------57 圖6-6（a）組合金屬件的彈匣口---------------------------------------------------------58 圖6-6（b）組合金屬件的彈匣口---------------------------------------------------------58

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    下載圖示 校內：2003-10-04公開
    校外：2003-10-04公開
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