我国轨道车辆转向架构架均采用钢焊接结构,这样可以大大降低车辆结构的自重,但是随着运行速度的提高、载荷的增大、频率范围的扩大,尤其是复杂的焊接接头形式使得构架在运营中的实际承载情况变得十分恶劣,导致焊接接头处成为结构失效的主要区域,因此也对构架的安全可靠性提出了更高的要求。本文以北京地铁2号线转向架构架为研究对象,对其疲劳可靠性展开研究,主要完成了以下研究工作:(1)对Pingsha Dong教授提出的结构应力法进行深入研究,对其2D和3D单元计算公式进行过程推导,针对3D单元,提出离散化的的体单元膜应力、弯曲应力计算方法,并给出算例进行网格不敏感性验证;(2)建立2号线构架有限元模型(6面体单元和4面体单元相结合),完成了疲劳关键部位等效结构应力幅值计算,并用"主S-N曲线法"对其进行疲劳寿命评估,结果显示,构架满足设计使用要求;(3)综合有限元计算结果和动应力实测结果,对构架强度计算标准(BS EN13749)中的载荷量值进行修正,使计算结果更符合中国地铁线路实际状况;(4)构架可靠性受诸多因素影响,找到主导因素是保证设计高可靠性构架的前提。运用概率的方法建立构架参数化有限元模型,选取几何尺寸、载荷和材料属性为随机变量,以母材和焊缝部位最大主应力与其许用应力建立失效状态函数,基于Monte Carlo数值模拟,计算构架各随机输入变量的可靠性参数灵敏度;(5)对构架进行归类,并挑选与2号线构架同一类型的构架作为研究对象,综合其仿真计算结果和北京交通大学结构强度检测实验室多年来动应力实测数据,提出标准化的动应力测点布置方案,为今后的试验提供参考,大幅节约时间和资源。