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以下是國防大學理工學院「系統工程及兵器機構設計研究」的資訊整理:  基本資訊:  負責團隊:動力及系統工程學系兵器組 鄧世剛教授、葉昭南助理教授  研究目的:  藉由系統工程中之武器系統與裝備發展的全壽期流程,及輕兵器系統機構運動與膛內力學行為之研究成果,應用於未來各類輕兵器開發,以達縮減系統開發時程及成本之目的,並有效提升我國輕兵器研發能量  研究重點:  系統發展之成本效益分析  系統發展之系統工程管理  系統發展之最適化研究  兵器機構設計與結構耦合暫態分析  膛內彈道運動模擬及暫態應力分析  機構與結構耦合分析:  利用數值模擬套裝軟體,對各式輕兵器機構運動進行研究與分析,並獲得各機構的運動狀態、暫態應力與應變值,可提供後續設計改善或關鍵零件壽期預估參考  膛內彈道及暫態應力分析:  開發子彈於槍管內部運動與應力分析技術,為全球第一個以 3D 數值分析方法成功解出  此技術除可獲得子彈在槍管內之移動及轉動速度外,亦成功解出槍管受力以及子彈受力及其塑性變形,可降低未來槍管及子彈的設計成本及時程

圖為國防大學理工學院動力及系統工程學系系統工程及兵器機構設計研究成果介紹,內容說明研究目的與研究重點,包括兵器系統發展之系統工程管理、兵器機構設計與結構分析、槍管內彈道運動分析及應力分析等研究,並展示多項數值模擬、有限元素分析及設計驗證成果。

以下是國防大學理工學院「整體後勤支援與可靠度工程研究」的資訊整理:基本資訊:負責單位:動力及系統工程學系兵器組負責人:王春和教授研究目的:藉由可靠度植入設計 (Design for Reliability)、維護度植入設計 (Design for Maintainability) 與失效分析,致力於可靠度設計最佳化與預防維修策略最佳化技術之推廣與研發。使工程人員在裝備設計初期能預測裝備使用時的可靠度,並在有限維修資源下,建構適當維修策略,以達預期使用性能及可靠度表現。研究成果可應用於國軍裝備與武器系統的動態效能分析,進而提升後勤保修能量。研究重點:可靠度最佳化設計。預防維修策略最佳化設計。裝備與武器系統動態效能分析。老化多狀態系統效能分析。裝備與武器系統的動態效能分析:利用 WSEIAC 系統效能模型,考量系統可靠度、維護度與可用度。針對不同裝備構型與結構方程式,分析任務期間系統效能隨時間變動的趨勢。多狀態預防維修最佳化模式:一、最小化系統總維修成本:目標式:$Min\ C_s = TER = \sum_{n=1}^N V^n$。限制式:滿足最低容許系統可用度 $A_s(t) > A_s(t)^*$。二、最大化系統可用度:目標式:$Max\ A_s(t)$。限制式:滿足最低維修成本界限限制 $C_s = \sum_{l=1}^m C_{pm}^l < C_s^*$。

圖為國防大學理工學院動力及系統工程學系整體後勤支援與可靠度工程研究成果介紹,說明可靠度與維修度工程之研究目的與重點,內容包含可靠度最佳化設計、預防維修策略最佳化、裝備與武器系統效能分析、多狀態預防維修模式建構,以及系統可靠度與維修成本評估等研究成果,並展示相關數學模型、模擬分析及驗證結果。


負責單位:動力及系統工程學系兵器組  負責人:陳幼良教授  實驗設備簡介:  彈道實驗旨在對抗彈材料進行測試以驗證其抗彈性能。  實驗透過測量子彈初速度及貫穿防護材料後的末速度差異,計算動能變化,以取得量化的抗彈性能結果。  防護材料研究成果:  實驗室可執行彈道測試,並進行各種防護材料的製備與研究。  研究範疇已從單一材質防護材料,發展至結構材料、複合材料,以及最新的功能梯度材料。  涵蓋的材料類型包含:金屬材料、纖維材料、複合材料、透明材料、結構材料與功能梯度材料。  數值模擬分析:  利用有限元素分析軟體模擬各式抗彈材料抗衝擊的過程。  透過數值模擬從微觀角度檢視各項數據(例如應力傳遞、子彈質量磨耗等),以提供更詳細的參數進行結果分析。

圖為國防大學理工學院動力及系統工程學系抗彈材料開發設計研究成果介紹,內容包含抗彈試驗設備與測試流程、防護材料研發成果,以及有限元素分析與數值模擬技術應用。研究涵蓋金屬材料、纖維材料、複合材料、透明材料、結構材料及功能梯度材料等不同防護材料之抗彈性能評估與設計分析。

以下是國防大學理工學院「小型地面無人載具開發」研究的資訊整理:  基本資訊:  負責單位:動力及系統工程學系兵器組  負責人:李永隆 副教授  執行規劃:  建構小型地面無人載具之伺服控制軟體。  針對三項議題進行研究及軟體開發,期能達成載具伺服控制與使用功能。  讓研究成果作為未來載具依任務屬性多功能擴充發展之基礎。  研究目的:  研究目的(一):透過運用小型地面無人載具,作戰官兵無需直接面對未知敵方的第一線火力攻擊。藉由控制無人載具深入未知的戰場建築環境,事先偵查敵方兵力部署資訊,獲得戰場情報。  研究目的(二):依據美國國家科學院國家研究委員會出版之「軍用地面無人載具技術之發展 (Technology Development for Army Unmanned Ground Vehicles)」,地面無人載具技術領域可分為通訊、機動性、人機互動、動力、維護保養以及自主行為。  控制系統技術:  控制器區域網路 (CAN Bus):具有接線簡單、高可靠度、即時、抗干擾、速度快、擴充性佳等優點。  硬體設備與規格:  計算機傳輸控制系統包含:個人電腦、HUB。  NI 相關設備:NI cRIO 9076 整合控制器、NI 9853 CAN 模組、NI 9472 數位輸出模組。  背景參考資訊:  文中提及的 DARPA Robotics Challenge 自 2012 年 10 月開始啟動,至 2014 年 12 月結束,目標為開發能在危險或受破壞的環境下執行複雜任務(如救災)的能力。

圖為國防大學理工學院動力及系統工程學系小型地面無人載具開發研究成果介紹,內容包含地面無人載具之研發背景、功能需求、控制器區域網路架構(CAN Bus)、硬體設備配置及實際載具平台。研究目標在於建構具備遠端操控、自主行動與任務執行能力之小型地面無人載具系統,作為救災、偵察及特殊任務應用研究基礎。

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