（5）通过软件对爆炸载荷作用下舱壁结构动态响应过程进行数值模拟研究，分 析并比较其各个工况的计算结果并得出结论。

第二章 空爆理论

2。1 引言

爆炸，是在自然界中经常会产生的一种现象。爆炸，是在极短时间内,释放出很 多能量,温度急剧升高,并且伴随着很多气体的生成,在附近的介质中，发生高压的化学 反应或状态变化的过程,同时爆炸的破坏性极强。

在爆炸的过程，迅速的会释放出很多物理和化学的能量。受到它的影响，周围的 很多物体也会一起释放出很多能量，然后转变为其他形式的能量比如机械能、光或热。 所以，爆炸事故一旦发生，对船舶的破坏性极强。爆炸的时候，周围有许多的高压气 体并且在爆炸的过程中会产生许多高温高压的气体，然后爆炸体系和其周围的介质会 产生急剧的压力突变，正是这种压力差的剧烈变化，才会带来严重后果的原因[14]。

图 2-1 某船爆炸事故

爆炸必须具备的五个条件：

（1）有提供能量的可燃性物质，即具有爆炸性的物质；可以和氧气或空气反应 的物质，例如有气体、液体和固体。气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油 等；固体：粉尘，纤维粉尘等；

（2）辅助燃烧的助燃剂或氧化剂，如氧气、空气；

（3）可燃性物质与助燃剂的均匀混合；

（4）混合物放在相对封闭的空间内；

（5）有足够能量的点燃源：如明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、

化学反应、光能等。 爆炸力学主要以力学的理念和方法探索爆炸过程。探索爆炸力学可以通过理论研

究、实验研究和数值模拟研究三个方法进行。在爆炸力学的研究过程中，伴随有各种 参数随时间和空间的剧烈变换。

2。2 爆炸的破坏形式及破坏力

直接爆破作用、冲击波的毁坏作用和火灾等三种是爆炸通常的破坏形式。 易爆物质发生爆炸后会对船舶有直接的毁坏作用。爆轰波阵的压力和爆炸压力的

大小还有爆炸产物在研究对象上所生成的冲量决定了这种破坏作用的程度。它可以直 接导致机械配置、装置、器皿和船舶的破损和人们的伤亡，结果通常是非常惨重的。

爆炸发生时，会产生很多高温高压气体，它们会以非常快的速度迅速膨胀，像一 个活塞一样挤压附近的气体，这样爆炸所释放的能量就会被传递到周围被压缩的空气 层里。空气受冲击产生的扰动并还伴随着传播，就会形成冲击波。冲击波的传播速度 非常快，可以在所有的介质中传播。所以，会导致船舶里的各种构件配置的损坏，更 严重还会有人员的伤亡[15]。超压还会导致其波阵面上的冲击波的毁坏。在爆炸中心周 围，空气冲击波波阵面上的超压可达几个，更多会达十几个大气压。冲击波在传播过 程中超压降低非常迅速。

表 2-1 超压对人体的危害文献综述

压强 MPa 伤害作用

0。02~0。03 轻微损伤

0。03~0。05 听觉器官损伤或骨折

0。05~0。10 内脏严重损伤或死亡

>0。10 大部分人员死亡

其实爆炸发生后，因为其扩散是在极短的时间内发生的，所以一般的可燃物不足 以被点燃，但是舱内会残留很多的热和火苗，这样一来，就很容易点燃物体，在舱室 内演变成大火灾，有更多财物损失和人员的伤亡。更严重的还有将船舶烧毁，沉入水 底。