疲劳应力是导致轨道车辆车轮失效的基本原因。考虑覆盖轨道车辆可能的疲劳服役工况,研究提出了包括极限机械载荷、标准EN13979-1规定的直道运行-弯道运行-过道岔三组载荷和来自线路测试轮轨力谱的最大-最小组合载荷共6组载荷的基本条件,基于轮对集成有限元计算结果,通过分析Mises应力、主应力-剪应力和轴向-径向-周向应力云图,研究了CRH5拖车轮轴的疲劳应力分布。获得了如下结论：(1)车轮踏面总是承受着统计的滚动接触疲劳应力,这一应力以接触点最大压应力与表面剪切应力和压表面极值剪切应力的形式出现；动态接触压应力通常远大于材料屈服强度,加上表面剪应力作用,使材料处于塑性流动状态；相当大的亚表面动态剪应力,使踏面表层材料具有统计的剥离寿命。(2)随着轮轨接触位置移动而动态变化的轮辋材料,在轮轨接触位置更深位置,还有相当程度的动态剪应力作用,这一作用与材料缺陷结合,很可能产生辋裂行为。(3)轮辐主要在轮毂向轮辐、轮辋-轮辐过度部位,承受较大的剪应力作用；剪应力幅的大小通常在30～50 MPa。(4)轮毂主要在与轮座配合的截面承受较大的动态圆周拉应力作用,拉应力幅的大小通常在30～50 MPa。(5)与轴肩过渡圆弧根部是轴颈疲劳应力较大的部位,主要由第一主应力幅及剪应力幅决定,疲劳应力水平通常在40～70 MPa范围；(6)轮座内外侧与轮毂过盈配合界面,通常是疲劳应力极值部位；轮座外侧主要由动态轴向主应力及剪应力决定,轮座内侧主要由动态轴向主应力决定；劳应力水平通常在45～105 MPa范围。为分析轮轴疲劳失效原因、预测和防止疲劳失效提高了科学指导。