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目录 1

第一章 绪论：爆炸现象及其特征 1

1.1 爆炸及其广义定义 1

1.2 炸药爆炸的基本特征 2

1.3 炸药的类型及其化学变化的形式 4

1.4 爆炸科学发展简述 6

第二章 冲击波导论 10

2.1 气体的物理性质 10

2.2 气体的状态参量与状态方程 11

2.3 热力学基础 14

2.3.1 热力学第一定律 14

2.3.2 热力学第二定律 17

2.3.3 自由能F和自由焓G 19

2.3.4 热力学状态函数之间的关系 21

2.3.5 化学位 22

2.3.6 热力学第零定律及第三定律 23

2.4 波与声波 25

2.4.1 波的概念 25

2.4.2 声波 26

2.4.3 压缩波和稀疏波 28

2.5 流体动力学方程组 29

2.5.1 考察流体运动的两种方法 29

2.5.2 积分形式的流体动力学方程组的建立 31

2.5.3 可压缩流体动力学微分方程组 34

2.5.4 中心对称与轴对称流动方程组 36

2.6.1 气体的平面一维等熵流动方程组 39

2.6 气体的平面一维流动 39

2.6.2 以u、c为求解参量的方程组 40

2.6.3 方程组的特征线及一般解 42

2.6.4 方程组的特殊解—简单波流动 44

2.6.5 稀疏波和中心稀疏波 45

2.6.6 压缩波流动 48

2.6.7 中心对称等熵流动的特征线解 50

2.7 平面正冲击波 51

2.7.1 平面正冲击波的基本关系式 51

2.7.2 多方气体中平面正冲击波 54

2.7.3 冲击波的冲击绝热线与弱波的等熵线 57

2.7.4 平面冲击波在刚壁面的正反射 67

2.7.5 弱冲击波的声学近似理论 69

2.8 斜冲击波及其反射 73

2.8.1 斜冲击波的形成 73

2.8.2 斜冲击波阵面前后参数间的关系 76

2.8.3 密接波与脱体波 77

2.8.4 冲击波的极曲线 79

2.8.5 斜冲击波从刚壁面的反射 85

第三章 爆轰波的经典理论 89

3.1 定常爆轰波的Chapman-Jouguet理论 89

3.1.1 爆轰波的基本关系式 89

3.1.2 爆轰波稳定传播的条件 91

3.2 多方气体的爆轰波理论 97

3.3.1 问题的提出 101

3.3 活塞问题解的确定性 101

3.3.2 活塞问题解的确定性 102

3.4 爆轰波的Z-N-D模型及反应流的定常解 104

3.4.1 爆轰波的Z-N-D模型 104

3.4.2 爆轰波反应区流动的定常解 105

第四章 气体爆轰理论 111

4.1 气体爆轰现象 111

4.1.1 可燃性气体 111

4.1.2 可燃气体的燃烧与爆轰 112

4.2 爆炸浓度极限及其确定方法 112

4.2.1 爆炸浓度极限 112

4.2.2 爆炸浓度极限的计算 114

4.3.1 气体爆轰波C-J参数的计算式 117

4.3 气体爆轰C-J参数的计算理论 117

4.3.2 气体爆轰产物组成及热力学参数的计算 118

4.3.3 气体爆轰波参数的近似计算 122

4.4 爆轰波阵面内的化学反应进程和压强变化率 124

4.4.1 气体爆轰波阵面内的化学反应进程 124

4.4.2 爆轰波面内的压强变化速率 127

4.4.3 冻结声速与平衡声速 129

4.5 爆轰波阵面内有简单反应的定常解 129

4.6 包含输运效应的定常爆轰理论 130

4.7 螺旋爆轰现象及胞格结构 134

4.8 影响气体爆轰传播的简单讨论 135

4.9 云雾爆轰现象及其一维理论 136

4.9.1 云雾爆轰现象及其实验观察 137

4.9.2 云雾爆轰机理的几种看法 139

4.9.3 云雾爆轰的一维理论 140

4.9.4 关于云雾爆轰现象及其理论的讨论 145

第五章 凝聚炸药爆轰理论 147

5.1 凝聚炸药爆速的实验测定 147

5.1.1 测时法 148

5.1.2 高速摄影法 148

5.2 凝聚炸药爆轰波结构及爆轰反应机理 150

5.2.1 凝聚炸药爆轰波结构 151

5.2.2 凝聚炸药爆轰反应机理 154

5.3 凝聚炸药爆轰参数的理论计算 156

5.3.1 爆轰方程组 156

5.3.2 爆轰产物状态方程 157

5.3.3 采用BKW方程计算爆轰参数 164

5.4 凝聚炸药爆轰参数的近似计算 166

5.5 炸药爆炸性能的工程评估 170

5.5.1 爆速与爆压 170

5.5.2 爆热与爆容 172

5.5.3 爆温 176

5.5.4 炸药作功能力的经验计算 178

5.6 凝聚炸药爆轰传播过程的直径效应 180

5.6.1 炸药爆轰波传播时直径效应的实验结果 181

5.6.2 哈里顿原理与直径效应 183

5.6.3 考虑能量耗散的直径效应理论 186

5.7.1 炸药性质 190

5.7 影响凝聚炸药爆轰传播的因素 190

5.7.2 装药密度 191

5.7.3 颗粒尺寸和装药外壳对爆速的影响 192

5.7.4 附加物对爆速的影响 193

5.7.5 轴向沟槽对爆速的影响 193

5.7.6 炸药的低速爆轰 193

5.8 爆轰波的形状及其控制 195

5.8.1 爆轰波的自然波形 195

5.8.2 爆轰波形的控制 197

第六章 凝聚炸药的不定常爆轰 203

6.1 不定常爆轰波传播的实验观察 203

6.2 不定常爆轰波的定性分析 206

6.3.1 散心爆轰波的定性分析 210

6.3 散心爆轰波的传播 210

6.3.2 散心爆轰波传播的自模拟解和近似解 215

6.4 聚心爆轰波的近似解 223

6.5 凝聚炸药的冲击起爆 228

6.5.1 均质炸药的冲击起爆 228

6.5.2 非均质炸药的冲击起爆 233

6.6 炸药冲击起爆的数值模拟计算 244

6.6.1 基本方程 244

6.6.2 反应速率方程及其实验确定 248

6.7 炸药由燃烧向爆轰的转化及其数值模拟 251

6.7.1 炸药燃烧过程的特点 252

6.7.2 凝聚炸药燃烧反应的两种机理 254

6.7.4 燃烧转化为爆轰的数值模拟 256

6.7.3 燃烧转化为爆轰的机理和条件 256

6.8 爆轰成长过程的拉氏实验分析方法 259

6.8.1 Fowles拉氏分析理论的基本框架 260

6.8.2 拉氏分析方法的改进—路径线法 262

6.8.3 材料本构方程及受冲击炸药反应速率方程的获得 264

第七章 爆轰产物的流动及其推进作用 265

7.1 爆轰产物的一维飞散运动 265

7.1.1 爆轰波阵面后产物的一维流动 266

7.1.2 有限长度药柱爆轰产物的一维流动 268

7.1.3 引爆面在装药中间时爆轰产物的一维流动 271

7.2 爆轰产物对刚壁面的作用冲量 274

7.2.1 爆轰波对迎面刚性壁面的作用冲量 274

7.2.2 刚壁管侧壁上所受到的作用冲量 284

7.2.3 无壳装药爆炸对迎面刚壁的作用 288

7.2.4 接触爆炸时端部冲量的实验测定 290

7.3 爆炸对物体的驱动加速理论 291

7.3.1 爆炸对物体的一维抛射（γ＝3时情况） 291

7.3.2 爆炸对圆柱壳体的驱动加速 305

7.3.3 炸弹破片初速的工程估算法——Gurney公式 317

7.4 炸药炮理论 321

第八章 爆炸对可压缩凝聚介质的直接作用 330

8.1 p-u平面上的瑞利线和冲击波极曲线 330

8.2 垂直入射时爆炸冲击波的初始参量 336

8.3 爆轰波在可压缩固体壁面上的斜反射 345

8.3.1 爆轰波在可压缩壁面上的正规斜反射 347

8.3.2 爆轰波在可压缩壁面上的非正规马赫反射 351

8.3.3 爆轰产物在分界面处的普朗佗—迈益尔膨胀 355

8.3.4 计算结果及其讨论分析 358

8.4 爆轰波正入射时固体界面的运动规律及作用冲量 361

8.4.1 分界面运动规律及爆炸比冲量的近似解 362

8.4.2 数值计算解 366

8.5 固体应力波概述 369

8.5.1 应力波 369

8.5.2 弹性应力波 370

8.5.3 塑性应力波 373

8.6 固体的高压状态方程及其确定方法 375

8.6.1 Mie-Grüneisen状态方程 377

8.6.2 Mie-Grüneisen状态方程的实验确定 383

8.6.3 从实测的Hugoniot曲线确定固体的等熵线 387

8.6.4 Hugoniot温度和熵的计算 388

8.6.5 穆尔纳汉（Murnagham）状态方程的实验标定 389

8.7 固体冲击波参数的实验测量及其应用 391

8.7.1 固体物质冲击压缩性的实验测量 391

8.7.2 借助于冲击波测量研究物质的冲击相变现象 402

8.8 爆轰波C-J压力的实验测定 406

8.8.1 测C-J压力的自由表面速度方法 406

8.8.2 测C-J压力的水箱法 410

8.8.3 测C-J压力的电磁法 412

8.8.4 爆轰波反应区宽度x0的实验测定 414

9.2 炸药的热感度 416

第九章 炸药的感度与安定性 416

9.1 炸药感度概述 416

9.2.1 热作用下炸药爆炸机理——热爆炸理论 417

9.2.2 热感度的表示方法与实验测定 421

9.3 炸药对机械冲击作用的感度 423

9.3.1 炸药在机械作用下的起爆机理 424

9.3.2 炸药撞击感度 428

9.3.3 炸药的摩擦感度 430

9.3.4 炸药对枪击的感度 431

9.3.5 苏珊试验 432

9.4 炸药的发射感度 433

9.5.1 炸药的摩擦生电 435

9.5 炸药的静电感度 435

9.5.2 炸药对电火花的感度 436

9.6 炸药的热安定性及其评估 436

9.6.1 炸药热安定性 437

9.6.2 炸药热安定性分析 438

9.6.3 炸药热安定性评估 438

附录A 空气冲击波阵面的参数 440

附录B 气体在293.15～4000K之间的热力学性质 442

附录C 未反应炸药的冲击雨果尼奥参数 443

附录D—1 密实介质的雨果尼奥参数 444

附录D—2 一些非金属材料的雨果尼奥参数 445

附录E 部分金属的雨果尼奥弹性限 446

参考文献 447