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高速列车在国产化进程中仍然面临许多问题，复杂的工况和服役环境对材料的力学性能会产生影响，服役过程中诸多因素的影响会导致车体关键部位材料的性能出现退化现象，而材料性能的退化会导致含损伤结构安全性评估的准确性下降，所以对服役后车体关键部位材料的断裂性能退化进行研究是有必要的。 本文以服役8年的车体关键部位材料7N01铝合金为研究对象，围绕服役后铝合金材料断裂性能退化问题展开研究，采用理论分析、试验研究和计算机仿真等方法，研究铝合金断裂性能退化的主要影响因素和退化机理，建立裂纹扩展速率退化模型，并对结构的损伤容限进行评估。论文的主要内容包括: (1)对材料性能退化问题的国内外研究现状进行了概述，总结了材料性能退化的主要影响因素。 (2)通过对车体的载荷类型分析，采用有限元软件HyperWorks对六种典型工况下的车体结构进行强度分析，得到了各关键部位的应力分布和试样取样区域的应力大小。作为车体主要承载部件，枕梁在各个工况下的应力水平都高于其他关键部位，在六种工况中，工况2（启停车和加减速）时各个关键部位的应力水平相对其他工况都比较高。 (3)对相同材料型号的未服役型材和服役后关键部位材料进行断裂力学性能试验。试验结果显示，服役后材料的断裂韧度有增有减，未服役型材的裂纹扩展速率曲线呈现出较好的线性关系，服役后材料的裂纹扩展速率曲线在低速扩展区出现下折现象。 (4)进行了服役前后铝合金材料的金相组织试验，对服役前后铝合金材料的组织形态、再结晶以及析出相等进行对比分析，结果表明，服役后材料的强度、硬度以及抵抗裂纹扩展的能力降低，裂纹扩展速率增加，而断裂韧性可能增加也可能降低。 (5)首先拟合得到厚度效应下的断裂韧性解析式;然后从微观角度分析服役后材料断裂韧性退化的机理;接着通过对服役前后材料的裂纹扩展速率曲线分析，得到服役载荷和服役时间对裂纹扩展速率的影响规律和退化模型;最后对枕梁结构进行剩余寿命评估，与采用未服役型材裂纹扩展速率曲线进行寿命评估所得数据对比，结果表明，枕梁结构的剩余寿命要小得多，从而提高了损伤容限评估安全性。