高速动车组的车轴是轮轨系统和转向架核心部件之一,是高速动车组关键部件中承受随机动载最强烈的部件,也是关乎高速动车组安全运行的最重要部件之一。CRH2型高速动车组表面淬火车轴在运营过程中时有飞石撞击缺陷产生,对车轴的安全运行产生潜在的安全隐患,但目前关于飞石撞击缺陷对表面淬火车轴性能影响的研究甚少,因此有必要系统研究车轴表面缺陷对车轴疲劳性能的影响规律。本文建立了评估缺陷对表面淬火车轴疲劳性能影响的试验方法,系统地研究了飞石撞击缺陷对车轴材料疲劳性能的影响。通过对车轴实际运行工况分析,确定在淬火车轴上取样方法及疲劳试验方式,开发出了相应的疲劳试验夹具。通过对车轴实际缺陷分析,建立模型缺陷形式,并确定合适的模型缺陷的夹角、深度及底部圆角半径的取值范围。研究了缺陷尺寸对含表面淬火层车轴试样疲劳性能的影响规律。通过升降法测试CRH2型高速动车组高频淬火车轴试样在不同表面质量、不同尺寸下的疲劳强度,通过数据综合分析,并对比不同缺陷下含表面淬火层车轴试样断口形貌的变化,确定缺陷尺寸对含表面淬火层车轴试样疲劳性能的影响规律。