传统断裂力学认为裂纹扩展驱动力仅与裂纹长度和裂纹远端应力场有关，而最新的CJP(Christopher-James-Patterson)裂纹模型研究发现，裂纹尖端和裂纹尾迹附近存在的塑性诱导裂纹闭合/屏蔽效应，也会对裂纹扩展产生阻滞作用，进而影响裂纹扩展速率和裂纹扩展寿命。目前，已应用CJP模型对钛合金和聚碳酸酯材料开展了相关研究并被证明能够合理地解释裂纹扩展机理。本文首次将CJP模型应用于高速列车车体焊接铝合金裂纹扩展速率试验研究，结合动态结构应力分析方法，进而准确地预测车体的裂纹扩展寿命，为高速列车车体的检修周期制定和运维安全提供科学依据。
　　本文首先以车体常用焊接6082铝合金和A7N01铝合金为研究对象，分别对其紧凑拉伸(Compact Tension，CT)试样开展不同应力比和变幅加载下的疲劳裂纹扩展试验，并进一步采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术测试各个类型的试样在试验过程中的变形位移场，同时利用改进的五点递增三次多项式法对试验获取的裂纹长度a和循环次数N数据进行拟合分析，进而采用一阶导数运算获得了不同应力比下的焊接铝合金的裂纹扩展速率。其次，基于Cauchy应变张量理论和胡克定律，确定了焊接铝合金的裂纹尖端塑性区的形状和大小，并通过有限元仿真进行了验证。然后，分别采用传统应力强度因子计算公式和CJP模型确定焊接铝合金的传统裂纹扩展驱动力△K和CJP裂纹扩展驱动力△KCJP，并结合裂纹扩展速率数据绘制裂纹扩展速率曲线，然后基于Paris方程进行曲线拟合，获取了车体焊接铝合金的裂纹扩展参数，进而对CJP裂纹扩展驱动力和传统裂纹扩展驱动力进行关联分析。最后，基于EN12663车体设计标准，利用车辆系统动力学模型和牵引制动特性计算编制车体的随机载荷谱，并采用代理模型–多项式拟合方法求解车体焊缝关注点的结构应力历程，进而将车体焊接接头缺陷进行裂纹化表征，结合△KCJP和Paris公式预测了受随机载荷作用的铝合金焊接车体的疲劳裂纹扩展寿命。
　　结果表明：基于CJP模型拟合得到的焊接铝合金裂纹扩展速率曲线对应力比具有不敏感性，并且裂纹扩展速率不受变幅加载的影响。车体焊缝关注点的疲劳裂纹扩展寿命均满足五级检修要求。针对承受多轴随机载荷作用的车体，采用具有网格不敏感性和单轴性的结构应力法计算裂纹扩展驱动力，并结合CJP裂纹扩展速率预测得到的车体疲劳裂纹扩展寿命更加合理准确。此外，初始裂纹尺寸对疲劳裂纹扩展寿命评估结果影响较大，因此准确出检测初始裂纹尺寸对车体运维安全是至关重要的。