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为提高列车被动安全性,以列车常用SUS301L-MT材料为研究对象,依次开展了不同应变率的拉伸试验及准静态不同应力状态的断裂失效试验,研究、建立材料的动态本构模型与GISSMO断裂失效模型,为列车碰撞仿真提供相对准确的材料参数。具体研究内容为:首先,根据列车端部碰撞变形应变率确定了材料动态拉伸试验的应变率范围,据此选择了合适的试验设备,并确定了拉伸试样尺寸及应力应变数据采集方法;对于断裂失效试验,根据应力三轴度概念以及有限元仿真方法初步设计了应力状态分布均匀的断裂失效试样,并根据失效模型特点确定了参数识别方法,为后续试验及数据处理做好准备。然后,开展了SUS301L-MT材料的动、静态拉伸试验,获得了材料的应力应变数据,分析了材料的动态力学性能,建立了传统动态本构模型,分析了传统本构模型的局限性,提出适用于该材料的修正C-S本构模型,从理论与仿真2方面对LS-DYNA中包含的DEFINE TABLE模型的2种插值方式深入分析,通过仿真与试验对比找到仿真精度更高的材料模型,结果表明:SUS301L-MT材料具有明显的应变率强化效应,但不同塑性应变下的应变率强化效应不同,随着塑性应变增加,材料应变率强化效应减弱;传统J-C与C-S本构模型在参数拟合时存在塑性应变的选择问题,选取的塑性应变不同,拟合参数和效果差异明显,并且两种模型均无法描述应变率强化随应变增加而减弱的材料特性;在传统C-S本构模型基础上添加流动应力放大因子的修正系数项,可以有效改善传统本构模型的拟合效果;DEFINE TABLE模型的仿真精度较高,但线性插值与对数线性插值下力-位移曲线的仿真结果存在差异,SUS301L-MT材料更适合使用线性插值方式模拟。最后,开展了SUS301L-MT材料不同应力状态下的准静态断裂试验,获得了相应的断裂应变数据,分析了GISSMO失效模型的特性,建立了材料的GISSMO失效模型,并通过45°剪切试验验证了模型的准确性,并分析了模型应用的局限性,结果表明:SUS301L-MT材料不同应力状态下的断裂形态及断裂应变不同,需要考虑应力状态对材料断裂行为的影响;GISSMO失效模型在描述材料失效行为时精度较高,本文在仿真中对GISSMO失效模型的理解与设置准确;基于试验数据,采用LS-OPT优化与人工选优相结合的方式找到了适用于不同应力状态的GISSMO模型参数,基于此模型的有限元仿真结果中断裂形态及力-位移曲线均与试验结果吻合较好;45°剪切试验断裂形态及力-位移曲线的对比验证表明GISSMO失效模型准确地反映了材料的断裂失效特性;GISSMO失效模型目前仅适用于高网格质量与小网格尺寸的有限元模型,而且无法准确反映材料的应变率效应对断裂失效行为的影响,在仿真应用中受限。通过上述2方面的研究获得了SUS301L-MT材料在仿真中使用的动态本构模型与断裂失效模型,可在结构碰撞仿真中赋予材料动态本构模型模拟动态本构关系,并同时添加断裂失效模型模拟断裂失效行为,全面考虑材料碰撞特性,一定程度上提高了列车碰撞仿真精度。