粘接技术为高速列车混合材料车体结构件连接提供了有效方式。但随着列车服役时间增加和运行里程的累积,车体粘接结构遭受环境温度、湿度及载荷等多因素的耦合作用,这对高速列车的安全运行带来极大的挑战。明确环境温度、湿度及载荷因素对车体粘接结构的作用机制,探究多种效应耦合作用下的损伤演化规律,合理预测粘接结构的服役寿命,对保障中国高铁可持续发展具有重要的现实意义,为高铁“走出去”战略实施提供重要技术支撑。本文基于国家自然科学基金“面向新材料车身的粘接结构老化寿命预测方法研究（51775230）”,针对高速列车粘接结构实际服役工况,研究湿热环境粘接接头的失效机理及接头的剩余强度变化趋势,分析服役温度对老化后接头力学性能的影响,揭示服役温度对粘接接头疲劳性能的影响机理,解析老化与载荷耦合作用对接头力学性能损伤演化及失效机理的影响,改进粘接接头的失效准则,提出合理有效的粘接结构寿命预测方法,为高铁列车粘接结构的设计、强度校核和寿命预测提供参考。具体研究内容分为以下六个方面:第一:研究粘接接头在温-湿耦合环境中的老化作用,选择高温（80℃）和高温高湿（80℃/95%RH）两种温湿老化环境,利用改进的Arcan装置,进行不同老化系数的粘接接头在多个应力状态下的静力学试验,分析接头剩余强度随老化周期和应力状态的变化规律。结合FTIR（Fourier Transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱）对老化前后的粘接剂进行测试,分析老化失效机理。采用宏观和SEM（Scanning Electron Microscope,扫描电镜）观察接头断面失效形式,分析失效机理,最后建立适用于粘接结构的二次应力失效准则。第二:研究服役温度对湿热老化后粘接结构的影响,通过对老化后的粘接接头进行不同温度下的静力学试验,研究在服役温度区间内不同老化系数的粘接接头力学性能和失效模式,揭示温度和湿热老化对粘接剂力学性能影响机理。对粘接接头建立与服役温度和老化周期相关的失效准则,准确表征不同老化系数的粘接结构在不同服役温度下的失效模型。第三:通过疲劳试验测试粘接接头在不同温度下的疲劳性能,研究温度对接头疲劳性能的影响。利用响应面法,建立疲劳失效预测方法和预测模型,将疲劳参数拟合成关于温度的函数,构建具有区间特性的疲劳寿命关系函数,得到对应温度区间内疲劳寿命Nf与温度Temp、名义应力幅值S之间的函数关系Nf=f(Temp,S),获得温度-名义应力-疲劳寿命曲面。通过宏观观察和SEM分析对不同温度下的疲劳失效断面进行研究,揭示了温度对接头疲劳特性及疲劳失效机理的影响规律。第四:研究粘接接头在温湿环境与静态载荷耦合作用下的蠕变及老化行为,在温湿环境下对接头进行不同静态载荷水平的加载试验,分析蠕变变形,建立恰当的蠕变模型。进行温-湿-静态载荷耦合条件下的老化试验,获得接头失效载荷随静态载荷水平与加载时间的变化规律,分析静态载荷在粘接结构老化过程中的影响,并通过SEM进行断面微观形貌分析,讨论失效机理。第五:研究温湿环境与交变载荷耦合作用对接头性能的影响,分别在高温（80℃）和高温高湿（80℃/95%RH）环境中,对粘接接头进行交变载荷作用下的加载试验,对不同加载周期后的接头测试剩余强度,获得剩余强度随载荷水平与加载时间的变化规律,通过SEM分析环境与交变载荷耦合对失效机理的影响。通过方差分析,研究温度、湿度和载荷三种因素对接头强度的影响以及三者之间的交互作用。第六:通过研究高速列车行驶过程中环境和载荷因素对粘接结构强度的影响,提出一种基于剩余强度的寿命预测方法。建立合适的人工加速老化试验谱,对粘接接头进行试验,分析剩余强度及失效模式的变化规律。结合人工加速老化和实车自然老化的强度衰减曲线,建立载荷循环次数与实车行驶里程的对应函数关系,进而对实车粘接结构强度进行寿命预测,并评估粘接结构的失效行为。