金属柱壳的工程应用和军事应用十分广泛,预防工程构件失效和军用武器部件损伤被人们所重视,冲击载荷下的绝热剪切行为及其破坏一直是这些领域关注的焦点之一。在柱壳的外爆和内爆加载试验中,内表面剪切应力最大,剪切带最先在内表面形核。柱壳内表面形态、组织和材料性能,如表面几何缺陷、加工塑性层和残余应力等,将对金属柱壳的多重剪切带自组织行为产生影响。本文利用厚壁圆筒实验技术,研究爆轰加载下表面粗糙度和加工塑性层厚度变化对金属柱壳绝热剪切行为的影响。主要结论如下:(1)表面塑性层厚度变化对金属柱壳绝热剪切行为具有影响。随着柱壳内表面塑性层厚度的增加,其剪切带数量、长度、形核速率和扩展速率均增大;WO模型和GK模型预测剪切带间距与实验中测得的剪切带间距处于同一数量级,但塑性层较小时,预测数值大于实验结果,塑性层较大时,预测数值则小于实验结果;塑性层晶粒流动使剪切带方向大多与其垂直,塑性层越厚,多重剪切带越倾向单旋结构。(2)表面粗糙度变化对金属柱壳绝热剪切行为具有影响。表面粗糙度越大,剪切带的屏蔽作用越强,剪切带数量、长度和形核扩展速率均增大,且剪切带长度分布越离散。剪切带间距与预测模型的结果在同一数量级。但具体数值受表面粗糙度影响,当表面粗糙度较小时,预测数值大于实验结果,当塑性层较大时,预测数值则小于实验结果。表面粗糙度较小时,剪切带出现汇聚居多,随着表面粗糙度的增大,剪切带分叉现象增多;试验结果表明表面粗糙度不是引起多重剪切带单旋现象的诱因。