车轴是机车车辆转向架的关键承载部件，它几乎承受着机车的全部重量和载荷，而车轴的损伤是导致车辆发生严重事故的重要原因之一。随着铁路向高速、重载方向发展，为了车辆运行的安全性和经济性，空心车轴的采用及其研究显得很有必要。　　 本文针对时速250km/h高速客车空心车轴，基于车轴随机载荷谱数据，对车轴疲劳强度及其结构参数优化展开研究工作，为空心车轴的设计阶段提供依据。具体工作如下:　　 1.首先建立实际空心车轴有限元模型，基于有限元分析平台，对车轴进行线性结构静力分析，得出重载下车轴整体的应力分布状况。　　 2.根据实测车轴载荷谱数据，利用有限元软件分析编制车轴应力谱;运用小子样升降法对LZ50车轴钢疲劳极限展开试验分析，通过三参数应力-寿命模型对车轴钢的均值S-N曲线倾斜部分进行拟合，得出车轴钢的S-N曲线;最后结合Miner准则和Corten-Dolan准则两种疲劳累积损伤理论，分析车轴实际疲劳损伤系数。　　 3.基于车轴钢疲劳试验数据，利用等效应力换算法，根据目标寿命取疲劳极限寿命，换算出对应的一组车轴应力值，这组应力平均值即为车轴极限应力，并与升降法得到的车轴极限应力值进行比较研究；结合工程实际采用置信下限作为车轴强度设计标准，基于换算得到的一组应力数值，分析不同置信水平下车轴的疲劳强度。　　 4.根据轻量化和可靠性的车轴设计要求，运用正交试验设计法，对客车空心车轴的主要结构尺寸进行正交试验优化分析，并对结果采用直观法和方差法展开研究。