随着铁道车辆不断重载化、高速化,车辆在服役过程中遇到的问题也越来越多,车轴疲劳失效就是其中之一。由于车轴在服役与检修过程中不可避免地会出现划伤、腐蚀、撞击等表面缺陷,这些缺陷造成了应力集中,降低了车轴疲劳强度。因此非常有必要研究缺陷对车轴疲劳强度的影响,为车轴安全检修提供参考依据。以国产中碳钢车轴（JZ50）为研究对象,制备光滑、含环状V型缺口、孔洞缺口三种车轴试样,采用瑞士高频疲劳试验机测试其轴向拉压疲劳强度。同时测试临界距离法在预测车轴试样疲劳强度所必须的参数,即,材料在应力比R=-1时的裂纹扩展门槛值和材料疲劳极限。试验结果表明:随着缺陷的出现,车轴试样的疲劳强度都出现了下降,缺口越尖锐,疲劳强度下降得越多。在已有缺陷车轴试样疲劳强度的试验数据以及相关疲劳性能参数下,为寻找能够适合于工程实践中应用的疲劳强度预测方法,应用临界距离法、重新定义的Modified W（?）hler Curve Method（MWCM）方法、基于缺口敏感性的预测方法对含缺陷车轴试样的疲劳强度进行预测。结果发现,临界距离法中的点法预测精度最高,整体误差在10%以内,该方法优于线法,简单易实施,适合于工程中应用。含缺口车轴试样虽然只承受轴向拉压载荷,但是由于缺口的存在,缺口处的应力呈现为多轴状态。将临界距离法与考虑多轴疲劳的MWCM相结合,预测车轴试样的疲劳强度。结果发现,能够考虑多轴疲劳的重新定义的MWCM方法也能够较准确地预测疲劳强度,但是精度与点法相比略差,且分析过程更复杂。而基于缺口敏感性的预测方法误差最大,误差普遍在30%左右。在三种方法中,点法最适合于工程中应用。基于前面的研究,在考虑安全系数的前提下,通过点法计算实际车轴所能含缺陷的临界尺寸。通过相关计算可发现,对于车轴表面的圆周型划伤,车轴疲劳强度随着缺陷深度不断增大而降低。在划伤尖锐程度（缺口半径0.04 mm）一定时,当缺陷深度达至0.11 mm后,车轴的安全系数将不再能够确保车轴运行安全。在划伤深度为0.1 mm一定时,当缺口半径小于0.038 mm后,车轴同样不再安全。对于不同宽度与深度的局部凹坑缺陷,根据Murakami的相关研究结论对形状不一的缺陷进行简化,在车轴模型表面绘制孔洞缺口以模拟实际不同形状的局部缺陷。通过计算发现,在孔洞直径与深度之比为2:1恒定时,当孔洞直径达到0.6 mm后,缺陷车轴将不在许用安全范围内。本文的研究成果为预测含缺陷车轴的疲劳强度提供了合理有效的方法,同时也给含缺陷车轴的安全判断提供依据。