针对内爆炸加载下金属柱壳的膨胀断裂机制,本文研究了金属柱壳在内部爆炸载荷下的二维动力学响应模型、壳体在不同膨胀状态的冻结回收以及不同回火温度对壳体断裂机理影响规律,为充分了解金属圆柱壳体在爆轰作用下膨胀断裂机理以及宏观断裂行为与微观组织演变过程之间关系的研究奠定了基础。首先,根据柱壳在内部爆炸载荷下的动力学响应特性,建立了壳体在冲击波与爆轰产物复合作用下膨胀响应的理论计算模型,并与数值模拟计算结果进行了对比分析,两者计算结果相符较好。其次,利用数值模拟技术提出了一种在不同膨胀断裂时刻冻结回收壳体的试验方法。通过冻结回收试验获得了壳体在三种不同膨胀断裂状态的中间段断裂发展形貌,其中,完整回收了轴向裂纹几乎贯穿整个壳体时刻的壳体残骸,其形状尺寸与仿真结果吻合较好。最后,将冻结回收的试验方法应用于研究不同回火温度条件对金属圆柱壳体膨胀断裂动态过程的影响,重新设计了冻结回收装置,通过冻结回收试验获得了200℃、350℃、500℃以及600℃这四种回火状态下壳体断裂中间状态,分析了不同回火温度对壳体断裂、裂纹萌生、扩展及分布的影响,并利用扫描电子显微镜获得了其断口微观组织形貌,揭示了回火温度对40CrMnSiB钢圆柱壳体宏微观断裂特性的影响规律。