研究了中国27t轴重货车轮轴的设计可靠性。应用导师项目组之前提出的集成轮对有限元技术,建立了中国27t轴重货车轮对关键部位应力的计算方法；完成了27t轴重货车轮对在美国AAR-S660标准、欧洲EN13979标准和线路轮轨接触力谱下轮对的集成有限元计算；确定了27t轴重货车轮对中HEZE915车轮踏面接触疲劳、轮辐与轮毂应力疲劳以及RE2C车轴轮座内外侧及轴颈过渡截面的疲劳应力和应力谱；基于材料概率机械性能和概率疲劳性能,完成了符合AAR-S660标准的车轮概率机械强度评价、符合EN13979标准的概率疲劳强度评价和在线路轮轨接触力谱下的疲劳可靠性分析。论文很重要贡献之一,是应用统计剪应力谱开展了轮轨接触疲劳可靠性分析,揭示了在现有轮轨接触条件与材料性能条件下,HEZE915车轮踏面以下2mm是踏面最先破坏疲劳位置,在踏面以下3.4mmm处的疲劳损伤程度与表面相同。这圆满揭示了生产上车轮踏面内部一定深度存在表面不可见疲劳裂纹的损伤现象,为如何做好生产维护工作和保障服役安全提供了科学指导。论文很重要贡献之二,应用统计剪应力谱开展了车轴轮座内部的疲劳可靠性分析,揭示了车轴轮座内部距表面约29.7mm并距车轮内侧面约24.1mm处,是可能最先产生剪应力疲劳破坏的部位,这是一种疲劳应力产生的内部优先疲劳损伤问题,为如何做好生产维护工作和保障服役安全提供了科学指导。