爆炸力學(xué)是研究爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律、爆炸波在介質(zhì)中的傳播及引起介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的變形、破壞、拋擲和振動(dòng)等力學(xué)效應(yīng)的學(xué)科。它是流體力學(xué)、固體力學(xué)和物理學(xué)、化學(xué)之間的一門交叉學(xué)科，在武器研制、交通運(yùn)輸和水利建設(shè)、礦藏開發(fā)、機(jī)械加工、安全生產(chǎn)等方面有廣泛的應(yīng)用。

爆炸力學(xué)_爆炸力學(xué) -簡(jiǎn)介

爆炸力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，它主要研究爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，以及爆炸的力學(xué)效應(yīng)的利用和防護(hù)的學(xué)科。它從力學(xué)角度研究化學(xué)爆炸、核爆炸、電爆炸、粒子束爆炸（也稱輻射爆炸）、高速碰撞等能量突然釋放或急劇轉(zhuǎn)化的過程，以及由此產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊波（又稱激波）、高速流動(dòng)、大變形和破壞、拋擲等效應(yīng)。自然界的雷電、地震、火山爆發(fā)、隕石碰撞、星體爆發(fā)等現(xiàn)象也可用爆炸力學(xué)方法來研究。

爆炸力學(xué)是流體力學(xué)、固體力學(xué)和物理學(xué)、化學(xué)之間的一門交叉學(xué)科，在武器研制、交通運(yùn)輸和水利建設(shè)、礦藏開發(fā)、機(jī)械加工、安全生產(chǎn)等方面有廣泛的應(yīng)用。

爆炸力學(xué)_爆炸力學(xué) -形成

中國(guó)

歐洲

大約14世紀(jì)，火藥傳入歐洲，首先在軍事上得到廣泛應(yīng)用。17世紀(jì)匈牙利開始有火藥用于開礦的記載。19世紀(jì)中葉開始，歐美各國(guó)大力發(fā)展鐵路建設(shè)和采礦事業(yè)，大量使用黑火藥，工程師們總結(jié)出工程爆破藥量計(jì)算的許多經(jīng)驗(yàn)公式。1846年硝化甘油發(fā)明后，瑞典化學(xué)家諾貝爾制成幾種安全混合炸藥，并在1865年發(fā)明雷管引爆猛炸藥，實(shí)現(xiàn)了威力巨大的高速爆轟，從此開創(chuàng)了炸藥應(yīng)用的新時(shí)代，并且促進(jìn)了沖擊波（即激波）和爆轟波的理論研究。

英國(guó)工程師蘭金和法國(guó)炮兵軍官許貢紐研究了沖擊波的性質(zhì)，后者又完整地解決了沖擊載荷下桿中彈性波傳播問題。查普曼和儒蓋各自獨(dú)立地創(chuàng)立了平穩(wěn)自持爆轟理論，后者還寫出第一本爆炸力學(xué)著作《炸藥的力學(xué)》。

二戰(zhàn)以后

第二次世界大戰(zhàn)期間，爆炸的力學(xué)效應(yīng)問題由于戰(zhàn)事的需要引起許多著名科學(xué)家的重視。泰勒研究了炸藥作用下彈殼的變形和飛散，并首先用不可壓縮流體模型，研究錐形罩空心藥柱形成的金屬射流及其對(duì)裝甲的侵徹作用。泰勒、卡門、拉赫馬圖林各自獨(dú)立創(chuàng)建了塑性波理論，發(fā)展了測(cè)定沖擊載荷下材料的力學(xué)性能的方法。

澤利多維奇和諾伊曼研究了爆轟波的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使爆轟理論得到巨大的進(jìn)展。朗道和斯坦紐科維奇等研究了爆轟產(chǎn)物的狀態(tài)方程，并推進(jìn)了非定常氣體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展。科克伍德等建立了水下爆炸波的傳播理論。

原子武器的研制大大促進(jìn)了凝聚態(tài)炸藥爆轟、固體中的激波和高壓狀態(tài)方程以及強(qiáng)爆炸理論的研究。泰勒、諾伊曼和謝多夫各自建立了點(diǎn)源強(qiáng)爆炸的自模擬理論，以麥奎因?yàn)榇淼拿绹?guó)科學(xué)家對(duì)固體材料在高壓下的物理力學(xué)性能作了系統(tǒng)的研究。經(jīng)過這一時(shí)期的工作，爆炸力學(xué)作為一門具有自己特點(diǎn)的學(xué)科終于形成。

爆炸力學(xué)_爆炸力學(xué) -特點(diǎn)

高功率能量轉(zhuǎn)化

爆炸力學(xué)的一個(gè)基本特點(diǎn)是研究高功率密度的能量轉(zhuǎn)化過程，大量能量通過高速的波動(dòng)來傳遞，歷時(shí)特短，強(qiáng)度特大。其次，爆炸力學(xué)中的研究，常需要考慮力學(xué)因素和化學(xué)物理因素的耦合、流體特性和固體特性的耦合、載荷和介質(zhì)的耦合等，因此，多學(xué)科的滲透和結(jié)合成為爆炸力學(xué)發(fā)展的必要條件。

爆炸研究促進(jìn)了流體和固體介質(zhì)中沖擊波理論、流體彈塑性理論、粘塑性固體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展。爆炸在固體中產(chǎn)生的高應(yīng)變率、大變形、高壓和熱效應(yīng)等推動(dòng)了凝聚態(tài)物質(zhì)高壓狀態(tài)方程、非線性本構(gòu)關(guān)系、動(dòng)態(tài)斷裂理論和熱塑不穩(wěn)定性理論的研究。爆炸的瞬變過程的研究則推動(dòng)了各種快速采樣的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其中包括高速攝影、脈沖x射線照相、瞬態(tài)波形記錄和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展。爆炸力學(xué)還促進(jìn)了二維、三維、具有各種分界面的非定常計(jì)算力學(xué)的發(fā)展。

爆炸波

爆炸波在介質(zhì)中的傳播以及波所引起的介質(zhì)的流動(dòng)變形、破壞和拋擲現(xiàn)象是爆炸力學(xué)研究的中心內(nèi)容。爆炸包括空中爆炸、水下爆炸、地下爆炸和高速碰撞等。對(duì)于空中核爆炸，須考慮在高溫、高壓條件下包括輻射在內(nèi)的空氣熱力學(xué)平衡性質(zhì)和非平衡性質(zhì)。

水下爆炸

對(duì)于水下爆炸，水的高速空化及其消失往往是重要的因素。對(duì)于地下爆炸和高速碰撞，則須考慮在高溫、高壓、高應(yīng)變率條件下，介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則。這些都屬于介質(zhì)的基本力學(xué)性質(zhì)。因此，在這些極端條件下，介質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)是爆炸力學(xué)和其他學(xué)科共同感興趣、合作研究的領(lǐng)域。

爆炸力學(xué)_爆炸力學(xué) -應(yīng)用

核武器方面

爆炸力學(xué)在軍事科學(xué)技術(shù)中起重要作用。在發(fā)展核武器、進(jìn)行核試驗(yàn)、研究核爆炸防護(hù)措施方面，爆炸力學(xué)是重要工具。在各種常規(guī)武器彈藥的研制、防御方面，炸藥爆轟理論、應(yīng)力波傳播理論和材料的動(dòng)態(tài)特性理論等都是理論基礎(chǔ)。

激光武器方面

激光武器和粒子束武器也需要從爆炸力學(xué)的角度進(jìn)行研制，爆炸力學(xué)研究還為航天工程提供多種輕便可靠的控制裝置。爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)（如沖擊波高壓技術(shù)）為沖擊載荷下材料的力學(xué)性能的研究提供了方法和工具。

礦業(yè)、交通方面

在礦業(yè)、水利和交通運(yùn)輸工程中，用炸藥爆破巖石（爆破工程）是必不可少的傳統(tǒng)方法?，F(xiàn)在光面爆破、預(yù)裂爆破技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。在城市改造、國(guó)土整治中，控制爆破技術(shù)更是十分重要。爆炸在機(jī)械加工方面也有廣泛的應(yīng)用，如爆炸成型、爆炸焊接、爆炸合成金剛石、爆炸硬化等。

工業(yè)安全方面

爆炸防護(hù)在工業(yè)安全方面有特殊重要的地位。井下瓦斯爆炸、天然氣爆炸、粉塵爆炸（例如鋁粉、煤粉、糧食粉末等），煤井中的瓦斯和二氧化碳突出等都是生產(chǎn)上十分關(guān)心的問題。對(duì)于上述問題，爆炸力學(xué)的任務(wù)是探明現(xiàn)象，查清機(jī)理，提供工程方法。

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