疲劳破坏是铁路车辆的主要失效形式，铁路车辆提速、重载后，疲劳破坏事故显著增加。传统上，铁路车辆疲劳寿命预测是基于物理样机的疲劳试验，在设计阶段进行抗疲劳设计相当困难，尤其是对焊接结构的疲劳寿命预测更为困难。论文详细讨论了焊接结构疲劳寿命预测的两个难点：动应力谱难于获得、焊接接头S-N曲线数据库难于获得。为了克服这两个难点，论文提出了基于虚拟样机理论的“虚拟疲劳试验”技术。在详细地介绍了虚拟样机理论、英国钢结构疲劳评定标准(BS7608：1993)和国际焊接学会(IIW)标准之后，论文详细讨论了实施“虚拟疲劳试验”技术的路线。论文阐述了基于有限元技术获取动应力响应的方法与步骤，以及从英国钢结构疲劳评定标准(BS7608：1993)和国际焊接学会(IIW)标准获焊接接头S-N曲线的具体步骤。论文给出了运用Miner线性损伤累积理论进行疲劳寿命预测的基本原则。将铁路车辆结构疲劳试验的主要步骤映射到计算机内，给出了“虚拟疲劳试验”技术的关键支撑点，从而使在设计阶段进行疲劳寿命预测与方案对比可行。作为“虚拟疲劳试验”技术的具体应用，论文对高速客车转向架的焊接构架及出口客车的焊接摇枕进行了基于疲劳寿命预测的方案评估，指出了设计中疲劳寿命储备不足部位。应用表明，这项技术对铁路车辆产品开展以抗疲劳设计为核心的可靠性设计具有重要的应用价值。