车轴是直接关系铁道车辆运营安全的重要部件之一。论文建立了铁道车辆车轴可靠性与安全性分析系统,实现了铁道车辆车轴疲劳断裂可靠性与安全性的自动化分析,对建立铁道车辆关键零、部件的疲劳断裂安全保障体系具有重要意义。系统具有如下功能: （1）基于特征造型的基本原理,定义车轴的数据结构,可实现了车轴的半自动化参数绘图。 （2）基于标准[TB/T239-1996,机车车辆设计与强度计算方法],可实现车轴疲劳应力谱计算。 （3）可实现了给定应力—时间历程下车轴的疲劳可靠性寿命预测和给定服役寿命下车轴的可靠度预测。 （4）可实现给定截面不同尺度初始缺陷下车轴的疲劳裂纹扩展剩余寿命预测和给定剩余寿命下车轴的临界安全裂纹深度预测。 （5）可实现上述功能分析计算结果的自动化文档输出。 其中,应力谱的计算方法是,已知轮轨接触力—时间历程、车辆及转向架基本参量,建立车轴力平衡系统,实现指定断面的应力幅—时间历程数据计算。疲劳可靠性的分析方法是,利用既得疲劳应力谱计算当量应力,判断车轴危险截面;考虑材料概率循环本构关系的随机性,结合Miner线性累积损伤准则,根据车轴的概率疲劳S-N关系,利用干涉模型可建立车轴疲劳可靠性分析方程。断裂安全性分析利用概率门槛值ΔK_th、概率断裂韧度K_1C和概率da/dN—ΔK关系进行。通过对京—秦线典型载荷谱下车辆RD_3A型车轴的可靠性分析,验证了系统的可用性。