金属柱壳外爆碎裂是一个强冲击(~10sGPa)作用下材料和结构经历了高应变率塑性变形导致断裂的复杂物理现象，破坏过程及断裂机制均呈现多种形式，由于其在工业及军事武器设计、分析中有重要意义，一直受到研究关注。本文设计开展不同装药的金属柱壳爆炸实验研究，通过对回收碎片的微观分析，探讨载荷特性对金属柱壳的变形、碎裂破坏过程及碎片特征的影响。并采用有限元对金属圆管内的冲击波传播、应变演化发展及应力状态等规律的分析，探讨载荷特性对碎裂及断裂机制的影响。结果显示：　　(1)在较高爆炸压力作用下， TA2钛合金柱壳试样厚度中部首先形成损伤带，碎裂破坏从试样壁厚中部起始沿45°或135°方向向内外表面剪切扩展，并随载荷脉宽减小，试样厚底中部损伤带却更趋于严重。而在较低爆压时，断裂裂纹首先从内壁起始，沿45°或135°方向剪切扩展。在更低爆压下，柱壳发生明显的膨胀断裂，出现部分拉伸、剪切混合破坏形态；　　(2)有限元数值分析显示：在较高爆压下，由于波反射卸载引起二次塑性区使得试样壁厚中部区域等效塑性应变较大，裂纹最先在加载阶段从试样壁厚中部起始，沿45°或135°向内外表面扩展断裂。而在较低爆压下，破坏发生在自由膨胀阶段，断裂却从内表面起始向外壁剪切扩展；　　(3)不同爆压下，柱壳近内表面变形组织特征不同。较高爆压下内表面组织可见交叉的剪切滑移带束分布，由不同取向拉长晶粒及沿剪切方向分布的细晶粒组成。在较低爆压下，裂纹从内表面变形集中处起始扩展，一些裂纹尖端可见绝热剪切带，带内呈现一定取向的动态再结晶产生极细晶粒。柱壳外表面区域晶粒尺寸与原始晶粒相近，但晶内可见大量孪晶结构。