7N01铝合金是日本专门为高速列车开发的用于车体承载底架的高强度铝合金材料,属于时效强化Al-Zn-Mg系合金,具有优良的焊接性能。目前,我国正在进行高速列车材料和制造工艺的国产化研究,已经开始开发时速350km/h以上的轨道列车制造技术,车体的底架采用仿日本材料7N01铝合金的焊接结构,是列车运行时的主要承载部件之一,列车提速后对结构承载能力提出了更高的要求,疲劳是主要的失效形式。因此,为了深入、准确描述7N01铝合金焊接接头疲劳性能,本文以断裂力学理论为基础,参考借鉴部分国家标准,对高速列车车体用材料7N01铝合金焊接接头进行疲劳裂纹扩展特性研究。利用试验技术对交变载荷作用下焊接残余应力的松弛规律进行了研究。结果表明:应力松弛只在外加载荷与残余应力值之和大于材料的屈服强度时才发生,当外加载荷不变时,残余应力松弛主要发生在应力循环中的第一次循环。利用消除应力处理的焊接接头,采用中心裂纹拉伸试验,研究了焊缝、热影响区和母材三个区域中的疲劳裂纹扩展速率。结果表明:在应力比为0和0.3时,焊接接头中各区域的疲劳裂纹扩展速率从小到大为:母材、焊缝、热影响区。在应力比为0.5和0.8时,焊接接头中各区域的疲劳裂纹扩展速率从小到大为:母材、热影响区、焊缝。由疲劳断口可见,在应力比为0.8的焊缝试样疲劳断口上出现了较多的气孔,并且气孔尺寸较大。说明显微组织是影响焊接接头疲劳裂纹扩展速率的因素之一,组织中气孔的数量较多、尺寸较大时,会明显地加快焊缝中的疲劳裂纹扩展速率。采用中心裂纹拉伸试验,研究了疲劳裂纹扩展过程中残余应力的重分布规律。对疲劳裂纹扩展的重要参量进行了修正,得到了疲劳裂纹扩展过程中的有效应力比和有效应力强度因子幅值。在残余应力的各种处理方法下对疲劳裂纹扩展速率进行了修正,结果表明:采用平均应力的处理方法得到的疲劳裂纹扩展速率偏高,结果偏于保守;不考虑残余应力的处理方法得到的疲劳裂纹扩展速率偏低,结果不安全;考虑疲劳裂纹扩展过程中残余应力重分布的疲劳裂纹扩展速率介于前两者之间。