极端条件下金属柱壳的破坏问题一直是国防航空和军工领域关注的焦点之一。绝热剪切断裂是金属柱壳在受到爆炸载荷时常见一种破坏现象,金属柱壳内表面加工完整性对其绝热剪切行为有着重要的影响,因此对金属柱壳绝热剪切形成机理的研究在军工领域和航空航天领域有着重要的参考价值。本文利用有限元模拟软件ANSYS/Workbench软件,对TWC试验进行数值模拟,建立了不同塑性层和不同表面几何缺陷的45钢柱壳二维平面应变模型。通过等效塑性应变分析、应力分析、剪切带花样分析等方法,探究了塑性层和表面几何缺陷对45钢柱壳的绝热剪切行为的影响,得到如下结论:(1)随着柱壳内表面的塑性层厚度增大,柱壳剪切带形核数增多,塑性层对柱壳剪切带发展的屏蔽效应影响越明显,并且塑性层改变了45钢柱壳区域剪切的发展方向,形成剪切带单旋现象;当柱壳内表面塑性层厚度较小时,柱壳中剪切带形核数少于无塑性层柱壳中剪切带形核数;当塑性层厚度增大到一定程度,具有塑性层的柱壳剪切带形核数大于无塑性层柱壳的剪切带形核数。(2)柱壳在表面缺陷处首先形成剪切带,随着表面缺陷扰动幅度增大,柱壳中剪切带发展速度增加,宽度增大,主剪切带对周围剪切带的屏蔽作用增强,但扰动幅度对最终剪切带的形成方向没有明显的影响;利用表面表面缺陷几何突变点对剪切带的影响规律,通过设计柱壳内表面表面缺陷的几何形状,实现了对柱壳中多重剪切带发展方向的控制,模拟获得了单螺旋分布的剪切带斑图。(3)随着柱壳内表面的缺陷密度的增加,柱壳内表面的几何突变点间距减小,对柱壳剪切带发展的屏蔽效应影响增强,减少主剪切带周围区域内新的剪切带形核。