随着我国铁路运输向着高速、重载的方向不断发展，对车辆零部件的性能提出了更高的要求。作为高速动车转向架的关键零部件，轴箱弹簧在实现连接、定位、缓和路线不平顺引起的振动与冲击等方面起着至关重要的作用。因此，为保障行车安全，对高速动车轴箱弹簧进行强度性能研究是极其重要的。近年来，在机械设计领域提出了不少现代设计方法，如可靠性（优化）设计、可靠性灵敏度设计和稳健性设计在理论和方法上都达到了一定的水平，并在应用中取得了一定的经济效益。将上述设计方法应用到铁路车辆零部件的设计中，对提升铁路车辆零部件的可靠性和稳健性有一定的参考意义。基于以上论文第一章首先利用有限元软件ANSYS建立了高速动车轴箱弹簧的模型，对弹簧的静强度和接触应力进行了研究。同时对轴箱弹簧的疲劳寿命和疲劳强度进行了分析和验证。论文第二章利用子模型技术对高速动车轴箱弹簧进行分析，运用子模型技术，细化网格，可以得到精确解，获得的精确解同理论计算结果基本一致。同时对弹簧固有频率进行理论求解，并用ANSYS对弹簧模态进行分析，分析结果表明该型弹簧在使用中不会发生共振。论文第三章对高速动车轴箱弹簧静强度可靠性及疲劳强度可靠性进行了研究，并在可靠性基础上建立轴箱弹簧可靠性优化设计模型，利用MATLAB软件对建立的优化模型进行优化，并分析对比了可靠性优化设计和原设计的结果，说明所用的可靠性优化设计方法实用、可靠，能够满足设计要求。论文第四章在可靠性的基础上研究了高速动车轴箱弹簧相关参数的灵敏度，采用摄动法求解弹簧的局部灵敏度，然后利用ANSYS软件PDS模块的响应面法对轴箱弹簧状态函数全局灵敏度进行了仿真分析，获得了弹簧统计分析数据和趋势分析数据，并分析了相关数据对弹簧参数灵敏度的影响。论文最后在可靠性优化设计模型的基础上，把可靠性灵敏度加到目标函数中，将可靠性稳健优化设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题，建立了高速动车轴箱弹簧的稳健优化设计的模型，并利用MATLAB软件对建立的模型进行优化。通过可靠性稳健设计的弹簧，无论在制造或使用中，当设计参数发生微小的变差时，都可以使高速动车轴箱弹簧的可靠性相对稳定。