铁路重载运输因其运能大、效率高、成本低等显著特点已成为铁路货运发展的重要方向。为满足国内货运需求,30t轴重C96型运煤专用敞车已研制成功。2014年我国首列30吨轴重万吨重载列车在朔黄铁路成功试行。摇枕、承载鞍等作为货车转向架的主要承载部件,在运用过程中承受着拉、压、冲击、弯曲等交变载荷的作用,疲劳失效问题频繁发生。目前我国货车转向架进行疲劳试验的主要依据为TB1959《铁道货车摇枕、侧架静载荷及疲劳试验》,该标准参考AAR(Association of American Railroads)相关标准制定,并不能完全反映国内实际线路状况。因此,30吨轴重货车测力摇枕及测力承载鞍的设计研究对我国重载货车转向架载荷谱的测试、编制,进而对转向架各构件疲劳寿命评估及疲劳设计都有重要意义。本文设计了 30吨轴重货车测力摇枕及测力承载鞍的基本结构,研究了货车转向架结构基于准静态变形模式的载荷识别方法,建立了转向架各构件的载荷耦合模型。同时基于大秦线25吨载荷谱,考虑轴重的增加因素对测力摇枕及测力承载鞍进行了疲劳强度校核。主要研究内容及相关结论如下:(1)对30吨轴重货车摇枕结构进行疲劳强度校核,确定结构改进方案。基于直接载荷测试法,考虑传感器的几何尺寸对摇枕进行设计更改,将其变为测力摇枕。同时对承载鞍为对象进行有限元分析,局部修改将其变为测力传感器。通过局部结构的修改,增强了摇枕的结构强度,并完成了测力摇枕及测力承载鞍的研制。(2)对测力摇枕及测力承载鞍进行有限元分析,根据AAR疲劳试验评定标准对结构强度进行校核。结果表明测力摇枕及测力承载鞍结构强度均满足疲劳考核标准。确定测力摇枕及测力承载鞍各疲劳薄弱部位,计算相应载荷-应力传递系数,为名义应力法的使用奠定基础。(3)采用准静态载荷测试方法,确定测力摇枕及测力承载鞍上各低耦合载荷识别点,设计组桥方案,建立相应的载荷耦合模型。计算各载荷-应力传递系数矩阵的条件数,分析载荷反求的误差。结果表明测力摇枕及测力承载鞍载荷应力传递系数矩阵皆为非病态矩阵,即利用其进行载荷反求时误差较小。(4)对测力承载鞍进行试验台标定,根据实验结果拟合标定系数,与仿真标定结果进行对比,得到两种标定结果相差不超过10%。因此利用有限元仿真进行标定的方法在一定的误差范围内是可行的。(5)根据大秦线25吨轴重载荷谱,考虑轴重的增加因素,采用名义应力法并基于Miner线性累积损伤理论,对不同疲劳降低系数下测力摇枕及测力承载鞍的寿命进行评估。结果表明该测力摇枕及测力承载鞍疲劳寿命均满足625万公里的疲劳设计要求。