车轴作为高速列车最主要的支撑和承载部件之一,其疲劳强度和寿命对于列车运行安全性极为重要。传统车轴疲劳设计应用的是名义应力法,即将车轴服役时产生的应力幅控制在其疲劳极限范围内的无限寿命设计,以及保证车轴受到随机载荷作用时,疲劳累积损伤小于规定值的安全寿命设计。基于名义应力法的车轴疲劳设计没有考虑车轴实际服役过程中可能发生的缺陷,在寿命评估中没有考虑由于缺陷引起的应力集中现象以及裂纹萌生和扩展的影响。因此,为了确保车轴运行过程中绝对的可靠性,须采用损伤容限的设计方法对含缺陷车轴剩余寿命进行保守设计。本论文的主要工作如下:（1）查阅文献了解当前车轴疲劳设计方法并分析其适应性,深入调研车轴在加工、压装和服役过程中可能造成的缺陷形式。确定了EA4T车轴钢的疲劳及断裂性能参数,包括疲劳极限、S-N曲线参数、裂纹扩展门槛值、缺口S-N曲线的计算方法以及将缺陷演变为寿命评估的Paris公式经验模型等。（2）建立某标动轮轴有限元模型,通过Abaqus软件仿真计算分析,得到轮轴的应力分布状态和危险部位,选取危险截面布置桥路,跟车采集动应力信号并通过处理获得所需应力谱,根据实测应力谱对车轴进行疲劳强度校核和寿命计算。（3）选取车轴危险部位插入半椭球型缺陷,建立含缺陷的轮轴有限元模型,根据EN13104标准施加载荷和约束并建立轮轴的过盈关系,根据仿真结果计算车轴缺口处应力集中系数,进一步得到其疲劳缺口系数,从而利用光滑S-N曲线估算缺口S-N曲线。通过得到的车轴应力谱数据和缺口S-N曲线,应用Miner法则估算其裂纹萌生寿命,并分析应力集中系数对车轴损伤量和裂纹萌生寿命的影响。（4）将缺陷简化为裂纹插入车轴测点,根据Paris裂纹扩展速率基本模型和Elber提出的有效应力强度因子概念,基于实测应力谱利用Franc3D和Aabqus软件对车轴裂纹扩展进行仿真分析,进而预测其剩余寿命。分别通过解析法和仿真法求解空心车轴表面裂纹尖端的应力强度因子,对比求解结果验证有限元仿真合理性。图68幅,表16个,参考文献53篇。