近几年,铁路网整体规模的扩展和质量的提高推动了中国经济的飞速发展,而经济结构的优化和产业链的升级为高速动车组等轨道交通指明了新形势和新需求。构架作为高速动车组转向架的关键部件,体现运行性能,保障整车安全,故研究其实测运营载荷及结构应力响应有重要意义。本文以复兴号动车组转向架构架为研究对象,基于大西线构架实测载荷及动应力信号,通过数据处理,完成了相关性分析、建立载荷损伤映射关系和载荷谱扩展三部分内容。具体工作如下:首先,从实测数据分析和构架有限元仿真两方面建立并验证了载荷与不同测点应力间的相关关系。创新性地引入滑动窗口算法处理数据、优化相关性特征值,在不同工况、不同应力区域下计算构架各载荷系与测点应力间的Pearson相关系数,分析其时域上的相关性。建立了载荷系与应力区域间抽象的映射关系,可用于载荷谱扩展研究。其次,建立、优化了实测损伤最大的20个应力测点对应的相位矩阵并分析其特性,与定值修正后的传递系数矩阵共同构成了具象的载荷损伤映射关系。相位矩阵用于补充相位信息,减小载荷预测损伤与实测损伤间的误差,保证了载荷谱扩展的真实性与可靠性。最后,根据是否考虑载荷与测点应力间的相关性,提出并评价了适用于不同条件的两种载荷谱扩展方法。基于损伤一致性,建立实测载荷谱与预测等效应力间的线性关系,定义放大系数,以焊接接头疲劳许用应力70MPa为标准,反求出数量、大小皆不同的两组放大系数。本文从实测数据和模型仿真两方面入手,研究并应用实测载荷与应力的相关关系,可以为更真实可靠的载荷谱编制提供参考。图69幅,表23个,参考文献64篇。