车轮轮辋疲劳裂纹,可能导致车轮崩塌、列车脱轨。本文以CRH2型动车组拖车车轮的轮辋疲劳裂纹行为为研究对象,车轮踏面台架试验、裂纹扩展和载荷条件为基础,探索车轮疲劳裂纹萌生、扩展和安全性分析方法,结果表明:（1）各型轮辋裂纹的表面尺寸在疲劳过程中少见变化;基圆附近裂纹约在轮对运行10000km产生显著塑性变形,30000km后塑性变形将裂纹覆盖,肉眼难以辨识。裂纹正交解刨证实:径向裂纹主要向深度方向扩展;斜裂纹沿裂纹面倾斜扩展并逐渐趋于平行;复合型裂纹由于裂纹面与车轴轴线有一个交叉角,使裂纹横向扩展受阻,倾向于向深处扩展。（2）建立了车轮轮辋裂纹扩展驱动力的整体、局部两阶段非线性计算方法。利用ANSYS建立轮对-轨道无缺陷的有限元整体网格模型,应用实体材料的非线性循环应力-应变关系,结合试验加载条件,计算某一时刻轮对结构的整体应力-应变分布;在裂纹区域切取裂纹驱动力计算子模型,边界上的应变条件作为子模型的约束条件,将其作为ABAQUS计算的inp文件,结合FRANC3D和ABAQUS,实现子模型计算,合理确定裂纹裂尖前沿的应力强度因子,较常规方法具有显著进步。典型轮辋径向裂纹、斜裂纹和复合型裂纹的计算分析,与台架试验结果契合,揭示了踏面裂纹尺寸不变化、裂纹向深处-向斜面扩展的原因。（3）建立了轮辋裂纹剩余寿命、临界安全裂纹尺度的计算方法。结合ER8材质的概率疲劳裂纹扩展率曲线,以置信度C为99%、活概率率P为0.9999水平,确定了初始尺寸2c-a为15-3.5mm的表面半椭圆裂纹的剩余寿命为50.16万公里,临界径向深度为16.37mm。（4）计算揭示了疲劳裂纹扩展中的裂纹面摩擦影响效应:裂纹面摩擦系数大,单位摩擦系数大,裂尖最深处的I、II的驱动力KI和KIII趋近于0,等效应力强度因子范围减小（ΔKeq）,幅度扩展趋于平缓。无裂纹面接触时,KI远小于0,两裂纹面产生穿透现象,使KII和KIII增大加速。因此,裂纹结构宜设法增加裂纹面摩擦,从而降低裂纹扩展驱动力,增加裂纹剩余寿命。本文研究,对探索结构疲劳裂纹扩展分析推动车轮结构疲劳安全性研究的进步,具有重要意义。