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针对CRH5动车组动力轮对的轮轴开展了可靠性研究。主要工作包括：1、考虑了轮对多重过盈装配及轮轨接触对轮轴结构应力的影响,建立了轮对的弹塑性集成有限元应力计算模型。2、进行了轮轴设计机械强度可靠性评价。基于美国标准AAR-S660规定的车轮极限机械载荷,完成了轮对集成有限元计算；按照正态强度与应力分布模型进行概率机械强度评估。结果表明：车轴最大Mises应力截面位于轮座内侧,但在置信度97.5%的条件下,仍有大于0.9999的可靠度。除踏面接触点外,车轮轮毂的最大Mises应力位于轮毂孔内侧,在置信度97.5%下,可靠度仍大于0.9999；车轮轮辐的最大Mises应力位于内侧向轮辋过渡位置,在置信度97.5%下,可靠度仍大于0.9999。3、进行了轮轴设计疲劳强度可靠性评价。基于欧洲标准EN13979规定的3种车轮疲劳强度考核机械载荷,完成了轮对集成有限元计算,按照正态强度与应力分布模型,进行了概率疲劳耐久性强度评估,结果表明：基于Mises应力幅,车轴最危险工况是其中弯道工况,最危险截面仍然是轮座内侧,次大截面是相邻的制动盘座截面,但在置信度97.5%的条件下,仍有大于0.9999的可靠度。对于车轮辐板,无论基于径向应力幅和主应力幅,最危险部位都位于内侧向轮毂过渡部位,但在置信度97.5%下,可靠度仍大于0.9999。4、探索了谱载荷下轮轴疲劳可靠性分析方法。结合一段线路的轮对谱载荷,应用二次多项式回归法,经过2n+1次(n是结构有限元计算的主动元素个数)轮对集成有限元计算,实现了把谱载荷转化为结构谱应力；进而应用超长寿命可靠性分析法,实现了轮轴谱载荷下的可靠度评估与可靠性寿命预测。值得注意的是,基于谱剪应力的轮辋分析表明,车轮踏面以下2mm深处是车轮最先出现疲劳损伤的部位,置信度90%和可靠度0.9水平的寿命为248.7公里；置信度95%和可靠度0.975水平的寿命为107.4公里；置信度97.5%和可靠度0.999水平的寿命仅为36.5公里。这说明轮对首先可能从车轮踏面表层约2mm深处出现剥离现象。有关研究对改进轮轴设计与服役管理具有指导作用。该项研究得到国家自然科学基金资助项目(U1334204,51175439)、铁道部科技发展计划重大项目(2009J015,2013J008-C)和牵引动力国家重点实验室项目(2012TPL-T02)的资助。