一文说尽冲击动力学——爆炸与炸药

文摘   2024-09-07 09:45   澳大利亚  

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燥炸力学是一门新兴的交叉科学,它包括流体力学、气体动力学基础、固体力学、物理力学和化学反应动力学等学科,它是这些学科之间的边缘学科。此外,还涉及到电磁学、电工学、电子学、电子计算机和控制论等


爆炸力学主要研究爆炸现象发生和发展的规律,爆炸的各种效应以及力学效应的利用、控制和防护等。又因爆轰波和冲击波的理论属于力学的又一分支,叫做物理力学(或爆轰物理学)。至于强冲击波在固体介质(如土、岩石、金属)中的传播则又是一门新学科。它要考虑多种颗粒的小晶体在强冲击波作用下的行为,即研究大约1E-3厘米成1E5埃范围的动力学。


这是涉及到上百万原子集体的运动,在国外叫“亚微观”或“准微观”的学科,用物理上的术语来说,叫做“精细力学”。爆炸力学在国民经济中,特别是在国防建设中有着重要的作用。显而易见,常规武器和核武器的研制,各种防护工程、抗爆结构的研究,工程爆破、爆炸加工及焊接等方面都要用到爆炸力学的理论。正因为如此,爆炸力学研究的进展,反过来又促进了上述各个方面的发展。


由于爆炸现象具有高湿、高压和瞬时作用的特点,虽然爆炸力学的研究方法也是实验和数学分析相结合的方法,但它和一般的连续介质力学有着明显的区别:其一是在爆炸力学中,载荷和介质是耦合在一起且相互作用的,只有在爆炸力学问题最后解决时才能知道裁荷的大小;其二是介质的物理数学模式的选取也要由载荷的强度来决定,例如固体在低强度载荷作用下可以看作是弹性体,在中等强度时取流体弹塑性模式,在高强度时则可看作为流体。反之像水这样明显的流体,在低强度爆炸压力的作用下,又可看作是刚体。


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