在高速列车车体材料的选择工作中，要综合多种因素，做出最优的选择。采用高比强度的材料，可以在同等质量条件下获得更高强度的高铁车体结构。同时，在确定了材料的基础上，借助于DYNA（ANSYS/LS-DYNA 软件）等数值仿真软件进行辅助设计，可以在优化工作中起到事半功倍的效果。

本文以典型车体材料的动态拉伸破坏行为为研究内容，针对碳钢、A6N01S-T5铝合金、单向玻璃纤维增强复合材料及双向玻璃纤维增强复合材料分别进行了研究，利用一整套静/动态拉伸装置以及高速摄影与DIC（数字图像相关）技术相结合的技术，获得了材料拉伸过程中的全场应变随时间变化信息。其中的动态拉伸装置主要包含中应变率材料拉伸试验机、霍普金森杆。试验中采用力传感器获得了材料拉伸过程的应力信息。结合应力及应变的随时间变化的信号，获得了碳钢、A6N01S-T5铝合金不同应变率的静/动态应力-应变曲线以及单向玻璃纤维增强复合材料、双向玻璃纤维增强复合材料不同方向、不同应变率的静/动态应力-应变曲线。利用高速摄影装置及DIC分析技术，获得了材料的动态失效应变，更加精确的描述了四种典型车体材料的动态失效行为。针对A6N01S-T5铝合金夹层结构进行了侵彻试验，并将实验结果与数值仿真结果对比验证，用以保证试验获得的本构参数及动态失效参数的有效性。针对双向玻璃纤维增强复合材料也利用冲击三点弯实验同样进行了试验，用以验证试验获得的本构参数及动态失效参数的有效性。通过本文的研究工作，得到以下结果：

1、在金属材料动态力学研究工作中，提出了霍普金森杆和DIC技术相结合的方法。通过对金属材料开展一系列静/动态试验，并配合DIC技术进行应变场分析，得到了Johnson-Cook本构模型参数和动态失效应变参数。

2、在参数验证过程中，采用实际高速列车上A6N01S-T5铝合金材料构造的夹层结构进行侵彻试验，并利用DYNA软件进行同样工况的数值模拟实验。将实验结果与仿真结果进行了比较：通过对结构破坏形貌和子弹的速度时间曲线，验证了参数的准确性。

3、针对金属材料的一系列实验及分析得到了可用于数值模拟工作的本构模型参数，实验结果为高速列车碰撞仿真模型提供了数据基础，提高了结构设计和优化的效率。

4、在玻璃纤维增强复合材料动态力学研究工作中，利用中应变率材料拉伸试验机和DIC技术相结合的方法。通过对玻璃纤维增强复合材料开展一系列不同方向、不同应变率的静/动态试验，并配合DIC技术进行应变场分析，得到了材料的动态失效应变。

5、玻璃纤维增强复合材料的不同方向拉伸应力应变曲线上都有一个刚度变化点N，N点之后材料的刚度降低。将工程失效应变和DIC技术分析得到的动态失效应变作对比，不同方向的工程破坏应变均小于动态破坏应变。

6、对双向增强玻璃纤维复合材料利用落锤试验机开展冲击三点弯实验，并利用拟合得到的本构模型参数和动态失效应变进行同样工况的数值模拟。通过两者结果的一致性验证了材料本构参数和动态失效应变参数的准确性。从而为高速列车车体中的玻璃纤维增强复合材料的仿真工作提供了数据基础。