A7N01P-T4铝合金是日本为高速列车开发的用于列车承载梁的铝合金材料,它具有良好的焊接性能。我国目前正在进行高速列车国产化研究,疲劳作为构件失效的主要形式引起广泛关注。因此准确描述疲劳裂纹扩展对于车体寿命预测及产品开发具有重要意义。本文以断裂力学理论为基础,对高速列车车体连接梁部分的组成材料A7N01P-T4进行断裂韧度和疲劳裂纹扩展研究。断裂韧度试验采用标准CT试样在MTS810试验机上进行。利用临界裂纹尖端张开位移换算不同板厚下断裂韧度,实验结果表明随着板厚的增加断裂韧度减小。通过断口分析推断出平面应变断裂韧度为50~55 MPa·m1/2。分析了不同塑性区修正公式的特点及不足,选取考虑应变硬化的塑性区模型并对其进行修正,得出适合MT试样的塑性区修正公式。采用MATLAB软件编程计算得出塑性区尺寸大小的迭代数值解。此外,用有限元方法对塑性区进行模拟,并研究了其裂纹尖端的应力分布情况。本文给出了四种不同应力比条件下A7N01P-T4铝合金的裂纹扩展速率曲线及Paris公式拟合结果。结果表明:双对数坐标下疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子幅值之间呈良好的线性关系。研究发现应力比对Paris公式中指数m影响较大,利用黄小平理论对不同应力比裂纹扩展速率拟合得到结果与实验结果吻合性不好。提出一个新的公式描述不同应力比下裂纹扩展速率。四种应力比疲劳试验数据与理论公式吻合得很好,试验结论和理论预测符合疲劳裂纹扩展的一般规律。