轮轴作为高速列车极其关键的部件之一,其疲劳结构可靠性问题直接关乎着列车整体的安全稳定运行。而轮轴载荷谱又作为疲劳可靠性与寿命分析的基础,其全寿命载荷谱与试验台加载谱的编制对于轮轴的疲劳寿命分析研究具有极其重要的价值。本文对CRH2A型高速列车轮轴的线路实测动应力数据进行了分析处理,并结合非参数核密度估计技术进行载荷谱与应力谱的拟合外推分析。主要研究内容如下:一、对建立的轮轴有限元模型进行直线、曲线、道岔三种不同线路工况下的加载仿真计算,分析了不同工况下轮轴的受力情况并确定车轴关键截面的具体位置,验证了测力轮对贴片位置的合理性;对轮轴的静态标定试验结果进行分析,计算得到轮轴的应力载荷传递系数;二、对测力轮对获得的线路实测动应力信号进行分析处理,结合应力载荷传递系数得到相应的的轮轴载荷-时间历程;分析了不同线路工况下的车轴关键截面应力、轮轴垂向和横向载荷的时域信号变化趋势,采用雨流计数法编制了不同线路工况下的载荷谱与应力谱;对空重车及不同线路工况下的载荷谱和应力谱进行分析对比,并编制了轮轴实测全程载荷谱与应力谱;三、选取了合适的拟合样本数据,对参数拟合法与非参数核密度估计拟合法进行了对比分析,利用非参数核密度估计法对选取的典型线路下的应力谱进行拟合外推,并从概率密度分布、损伤校核及极值方面对拟合外推后的扩展谱与实测全程谱进行对比分析,对其拟合外推方法的准确性进行了验证,利用非参数核密度估计的拟合方法将实测全程载荷谱和应力谱外推至全寿命载荷谱和应力谱,并通过与基于POT模型时域外推法获得的全寿命载荷谱进行了对比分析,进一步验证了核密度拟合外推后的全寿命谱的准确性;四、基于拟合外推后的全寿命扩展载荷谱,依据Miner线性累积损伤理论并采用conover非等间隔的比值系数法计算获得实验台谱载荷幅值,根据损伤等效的原则完成便于实验台加载的4级载荷谱的编制,为进一步研究轮轴结构型式优化和疲劳寿命提供了试验依据。图67幅,表34个,参考文献51篇。