基于炸药爆炸可能造成的严重破坏和巨大损失,炸药越来越频繁地成为恐怖主义活动的主要武器,并对国际社会的和平与安宁造成了巨大的威胁。因此,对炸药爆炸的荷载效应及其相关领域的课题研究也受到了国内外研究人员的广泛关注。本文以爆炸力学等众多相关文献为理论编制了结构外抗爆防护栏布置设计的可视化程序,并利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟了爆炸冲击波在遇到建筑物时的传播规律及其对建筑物的作用荷载,主要研究工作及创新成果包括以下几个方面:(1)研究了爆炸荷载的传播规律及爆炸波参数经验公式,并利用相关规范及试验数据曲线开发了爆炸荷载下结构表面压力和脉冲的可视化显示及抗爆减灾防护栏设置的软件,并将软件计算结果与经验公式计算结果进行了对比,得到了很好的吻合度,证明了程序的可靠性;(2)综合流体计算力学、结构动力学及爆炸力学的相关理念,采用显示动力非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了汽车炸弹在半无限空气域中近地面爆炸产生的爆轰波的传播规律与特性,分析了数值计算时网格尺寸的影响,并选取了精度较高的网格模型的计算结果与近地爆炸经验公式计算结果进行了比较表明用有限元动力分析软件LS-DYNA来模拟爆炸是切实可行的;(3)建立了汽车炸弹爆炸波向单个建筑物传播的数值分析模型,模拟了爆炸冲击波在空气中遇到建筑物后的传播过程,同时研究了建筑物上各表面的爆炸荷载分布规律;(4)最后模拟了在建筑外设置防爆墙时汽车炸弹爆炸波的传播规律和防爆墙对冲击波的阻挡作用,同时分析了防爆墙的防护效果,之后通过改变模型参数分析了防爆墙高度及防爆墙与建筑物之间的设置距离对防护效果的影响。