高速列车车体广泛采用铝合金焊接结构进行轻量化设计,焊接结构容易产生类裂纹焊接缺陷,如咬边、夹渣和凹坑等。类裂纹缺陷在复杂的多轴载荷作用下会进一步扩展,对车体的安全可靠性造成潜在威胁。因此,合理制定裂纹的检查周期,从而提出焊接质量控制措施,是确保列车运行安全可靠性的有效手段。本文开展的焊接车体铝合金裂纹扩展特性及寿命预测方法研究对高速列车车体的焊接质量控制、安全运行及维修周期制定具有重要的工程价值和现实意义。首先以高速列车车体铝合金CT试样为研究对象,建立了该CT试样的有限元模型,对其在拉伸载荷作用下的线弹性和弹塑性裂尖应力应变场进行了数值模拟;在充分考虑裂尖循环塑性区和应力应变迟滞效应的基础上,研究了该CT试样在常幅循环载荷作用下的裂纹扩展速率,得到da/dN-(35)K曲线,选取稳定裂纹扩展区数据,采用Paris公式进行拟合,得到材料参数C、m和门槛应力强度因子幅度(35)K_t _h,进而分别采用本文确定的参数和IIW标准中给定的对应参数计算了铝合金材料的裂纹扩展速率并进行了对比分析。然后对高速列车铝合金焊接车体的疲劳裂纹扩展寿命进行了预测方法研究。确定了高速列车车体承受的载荷谱,结合焊缝结构应力分布及关注点的选取原则,将铝合金焊接车体的焊缝疲劳危险位置选为关注点,进而采用Box-Behnken矩阵设计和多项式拟合法建立了车体代理模型,实现了车体载荷谱到关注点动态结构应力历程的有效转化。根据相关标准对车体焊接缺陷进行裂纹化表征,采用本文确定的参数及IIW标准中给定的相关参数,计算得到每个关注点在两种参数下的初始裂纹深度,进而对其从初始裂纹深度扩展到2mm的裂纹扩展寿命进行预测,并进行两种裂纹扩展寿命的对比分析。结果表明:线弹性及弹塑性裂尖奇异场均与理论相符,采用本文确定的参数计算的CT试样裂纹扩展寿命大于采用IIW标准中给定参数计算的裂纹扩展寿命。对两种参数下车体焊接缺陷表征为裂纹后的疲劳寿命进行了对比分析,发现采用IIW标准中给定参数计算的寿命较长,寿命预测结果偏于危险。将采用本文确定的参数计算的车体裂纹扩展寿命与我国动车组标准检修修程进行对比。本文将焊接缺陷表征为裂纹的疲劳寿命预测方法为铝合金车体的焊接质量控制及检修周期制定提供了参考。