第3章 服役经历对高速列车底架结构材料断裂力学性能的影响

3.1 引言

高速列车结构部件在服役过程中会因疲劳、腐蚀或偶然因素损伤等引起裂纹。这些裂纹在外部环境作用下可能会不断扩展，从而导致结构的断裂失效。在断裂力学理论中，裂纹的萌生及扩展并不表示结构已经失效。因此，为了确保含裂纹的结构在服役过程中的安全性和可靠性，分析含裂纹结构材料的疲劳裂纹扩展特性，计算裂纹的扩展速率和材料的断裂性能，对于估算车体结构的安全服役期限以及经济性检修周期至关重要。

本章通过对具有多年服役经历的高速列车端部底架关键功能部件进行各项断裂力学性能参数测试以及疲劳裂纹扩展行为分析，对服役材料的性能变化情况进行比较研究，并根据其疲劳裂纹扩展行为规律的特殊性，提出基于Paris公式的合理拟合方法。应用扫描电子显微镜对疲劳裂纹扩展试样断口形貌进行观测，分析服役环境对微观组织结构的影响，从而全面评估服役经历对材料断裂力学性能的影响。