枕梁是列车的关键部件之一,在实际应用中承受着各个方向的作用力如拉、压、冲击等交变载荷,其主要的失效形式是断裂。近些年来随着动车组速度的提升,对枕梁的要求也越来越严格,服役一段时间后枕梁结构出现裂纹的现象也日趋上升,进而导致枕梁的裂纹失效问题也日益突出,成为列车运行中的安全隐患。所以本文主要研究了枕梁结构的剩余寿命以及对服役后的枕梁进行补强,预测补强后结构的剩余寿命,具有实际的工程意义。首先,本文根据TB-T2637-2008铁道客车转向架构架、枕梁及摇动台标准得到了枕梁运行过程中垂向、纵向及横向载荷的大小及载荷工况,分别将每组载荷工况施加到枕梁结构上对其进行有限元分析,从而得到了服役后枕梁结构的应力分布情况,并将实际裂纹出现位置处最大主应力最大的工况作为危险工况。其次,采用子模型技术得出与整体模型等效的三维简化模型—子模型;利用有限元软件workbench在子模型预制裂纹,得到应力强度因子值,通过应力强度因子的一般表达式计算出应力强度因子形状系数的值。利用MATLAB软件得出应力强度因子形状系数的拟合公式,从而得到应力强度因子的拟合公式,为剩余寿命的预测打下基础。再次,为了保证动车组运行安全,提高枕梁结构的剩余寿命,对服役后的枕梁结构进行补强;根据标准,制定出几组补强方案,对补强后的枕梁结构进行静力学分析,查看补强后危险位置的应力值是否下降,应力分布是否变化。以危险位置处的最大主应力值和应力强度因子值为计算依据比较几种补强方案,从而得出最优的一种补强方案。然后,在含裂纹的结构上进行补强,得到补强后出现裂纹位置处的应力强度因子形状系数及应力强度因子的拟合公式。最后,以裂纹初始长度为变量计算各长度下补强前后枕梁结构的剩余寿命,并结合数据分析软件MATLAB,从而得到剩余寿命与初始裂纹长度的关系。