机车车轮、车轴、转向架和轴承等是铁路车辆运行安全的重要部件。在铁路运输向重载和高速化发展的同时,在可靠性方面暴露出的问题越来越多,要确保铁路车辆的行车安全,就必须对客车重要的走行部件的可靠性和使用期限(寿命)提出更高的要求。在列车行驶的过程中,影响客车车轮可靠性的因素有很多,要想消除这些因素的影响是很难的,即便消除也得花费大量的财力物力。但是在不影响车轮保持一定可靠度正常工作的情况下,降低这些因素对可靠性的影响却是相对比较容易的。使高速列车车轮的可靠性对这些因素的变化不敏感,这就需要对车轮进行动态疲劳可靠性灵敏度分析。针对此问题,本文在保障高速列车运行安全可靠的前提下,对高速行驶下客车车轮的动态疲劳可靠性及可靠性灵敏度问题做了深入地分析,具体内容如下：(1)根据车轮所受载荷工况的要求,分别建立高速列车车轮及车轴的参数化实体模型,同时设定车轮上相应的结构参数,并进行轮轴装配,得到轮对的参数化实体模型,以此作为本文分析的对象。(2)依据实测谱数据,以及车体的实际参数,通过理论推算方法,求得作用于车轮上的载荷谱；使用有限元法对车轮在静载荷下进行强度校核；在动载荷下对车轮的疲劳强度进行分析,确定车轮在不同级别载荷作用下的危险部位,并提取危险部位的最大应力-时间历程,从而获得车轮危险部位的应力谱。(3)结合应力谱,对车轮的疲劳寿命进行估算,得出车轮的运行里程约为2.7410×106m；通过iSIGHT试验设计和人工神经网络方法(BP网络),拟合出车轮危险部位最大应力与结构参数的函数关系,结合车轮的S-N曲线及Miner法则,得到车轮寿命关于结构参数的显性函数表达式；结合Kronecker代数技术、矩阵微分理论、二阶矩技术及线性累积损伤理论,得到车轮的疲劳寿命可靠度曲线。(4)使用Monte-Carlo方法计算车轮寿命的可靠度,并与二阶矩技术的计算结果进行比较,可知拟合出的车轮寿命关于结构参数的显式函数关系对于求解车轮寿命可靠度是准确的,可用于可靠性灵敏度的计算,继而根据可靠性灵敏度的计算方法,计算得到车轮结构参数的灵敏度曲线,通过比较可得出各个参数对车轮寿命可靠度的敏感程度。(5)使用可靠性稳健设计方法,建立车轮质量及参数可靠性灵敏度的目标函数及尺寸的约束函数,并对它们进行优化,得到了优化后的尺寸及可靠性灵敏度。本文的研究结果对我国高速列车车轮的设计及应用提供了理论技术支持,同时对减少车辆修理中的工作量和材料的消耗、减少对备用车辆的需求数量及降低列车出现故障的频率和保障列车高速运行的安全性,具有重要的学术理论价值和实际应用价值。