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車軸是高速機車車輛轉向架的關鍵承載部件，其強度決定著高速列車的運行安全我國鐵道機車車輛車軸強度的計算方法主要有：有限元分析法和鐵標TB/T 2395機車車軸設計與強度計算方法。近幾年，主要采用有限元法，計算結果可靠，但分析周期較長計算成本較高，須配備先進的計算機設備和有限元軟件，鐵標TB/T 2395給出的計算方法僅適用于運行速度小于120 km/h的機車車軸強度計算，對高速動力車車軸是否適用還有待于進一步研究，本文以我國270 km/h對空心軸式高速動力車轉向架車軸為例，提出確定高速動力車車軸危險斷面應力的工程計算方法。
高速動力車運行時，車軸載荷主要包括：動力車上部結構通過一系懸掛系統傳遞到軸箱上的垂向載荷和橫向載荷；輪軌接觸點作用于車輪上的垂向載荷、橫向載荷和縱向載荷；軸箱拉桿作用于車軸上的縱向載荷；驅動系統或制動系統作用于車軸上的載荷；驅動齒輪和制動盤質量載藏可分為以下3類：(1)簧上質量載荷；(2)驅動載荷；( 3)制動載荷。
車軸在簧上質量載荷作用下，其受力狀態如圖，所示圖中為一系簧上質量運動產生的作用于軸箱上的垂向載荷和橫向載荷；分別為輪軌接觸點作用于車輪上的垂向載荷和橫向載荷；F為安裝在車軸上的驅動系統集中質量和制動系統集中質量產生的作用于車軸的垂向荷載。
車軸承擔的驅動載荷為驅動扭矩MG，通過內外空心軸傳動系統作用于車軸上，作用位置在一側車輪輪輻上。
車軸的應力集中出現在車軸的注油壓裝部位滾動軸承安裝部位和滾動軸承定位部位在鐵標TB/T 2395中，計算斷面應力集中系數的確定從圖中查取，取值誤差較大在國際鐵路聯盟標準UIC5153/1994《鐵道機車車輛轉向架車軸計算方法》和歐洲鐵路聯盟標準EN13041/13042-199(鐵道轉向架驅動車軸設計和計算方法)，車軸結構應力集中系數分為兩類，輪軸壓裝部位和滾動軸承安裝及定位部位材料機械性能對結構應力集中系數的影響，在確定材料許用應力的安全系數時由公式進行修正。
在鐵標TB/T 2395中，僅給出車軸材料JZ鋼和50鋼的疲勞極限，對于采用新型車軸材料的許用應力的選取和確定方法沒有明確規定，給采用新型材料的車軸設計和強度計算帶來困難在UIC515和EN 13041/13042標準中，對于不同用途的車軸，安全系數取值不同，且車軸不同區域的許用應力取值不同。給出用C35e鋼制造的實心和空心車軸的設計許用應力和安全系數。對用其它材料制造的車軸，安全系數以材料C35e鋼的安全系數為基礎。
以速度為270 km/h輪對空心軸式高速動力車為例，用本文計算方法分析車軸危險斷面的應力狀態。
目前，我國關于高速鐵道機車車輛車軸強度計算載荷工況沒有明確規定，為此，根據UIC515EN 13041/13042和德國聯邦鐵路標準BN 421022-199(驅動輪對車軸計算)的規定確定高速動力車轉向架車軸強度計算的載荷工況分別為：(1)曲線制動工況；(2)啟動工況；(3)緊急制動工況。
在給出的計算載荷值下，文中方法和有限元法得出的車軸應力分布趨于一致車軸最大應力出現在輪軸壓裝區斷面3，計算結果表明，文中方法和有限元法計算結果的相對誤差小。如果該車軸用材料制造，最大應力斷面3的車軸區域安全系數S=14，在上述載荷工況下，車軸的最大應力小于其許用應力167N/mm2，其它斷面的應力值均小于相應區域的許用應力。
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