高速化、轻量化是当今客运列车发展的两大时代主题,然而高速化和轻量化在减少运行时间和提高经济效益的同时也带来了更多的车辆强度问题。速度提高,车辆所受激扰频率增加,车辆部件疲劳问题不断出现;轻量化的同时车辆刚度下降,对结构设计要求更高。而在我国铁路客车不断提速,高速动车组应用范围不断扩大,为保证高速动车组运行的安全性和可靠性,高速动车组及其关键零部件的强度和抗疲劳能力必须满足设计和使用要求。首先,本文利用HyperMesh建立高速动车组拖车车体的有限元模型;并根据EN12663—2003、TB/T1335-96、JISE7105—89 和 UIC566 标准确定了拖车车体静强度分析的十七个工况。在此基础上利用ANSYS对每个工况进行静强度分析和整车模态分析,以评价车体主要部位的强度、车体刚度和动态性能。然后,在ANSYS中提取车体上具有代表意义的九十八个测点的应力,并与试验结果进行对比,以验证有限元模型和分析结果的准确性。其次,基于主S-N曲线法推导已知载荷模式下疲劳载荷反求公式,从理论上证明在已知载荷模式和疲劳寿命的情况下反求部件所受载荷的可行性;然后,建立在实际运行中出现问题的包含焊缝细节的高速动车组某设备舱原结构有限元模型,并根据EN12663—2003标准和相关线路实验数据确定其所受的疲劳载荷模式,并进行疲劳分析。在此基础上,利用疲劳载荷反求公式求出该设备舱单元在线路运行中所受的等效疲劳载荷,对疲劳载荷反求公式的正确性进行证明,并将所求载荷应用到该设备舱单元支架改进结构上,对支架焊缝进行疲劳寿命分析。最后,论文以高速动车组转向架电机托架为研究对象,应用主S-N曲线法对电机托架出现安全隐患的危险焊缝进行了疲劳寿命预测和疲劳失效原因分析。然后,根据刚度协调原则对电机托架进行了五种方案的结构改进和危险焊缝疲劳分析,并确定最终的改进方案。在此基础上,根据西门子电机托架实验大纲对最终的结构进行了强度分析。