Виявлено основні закономірності впливу експлуатаційних чинників (температури, асиметрії циклу навантажування) та структурно-механічної неоднорідності на циклічну тріщиностійкість сталі ОСЛ і уточнення методики оцінювання залишкового ресурсу осі з урахуванням структурно-механічної неоднорідності матеріалу. Встановлено взаємозв’язок між мікромеханізмами й енергетичними, деформаційними та силовими характеристиками руйнування за циклічного, статичного й ударного навантаження сталі ОСЛ. Виявлено основні закономірності впливу градієнта фізико-механічних властивостей на циклічну тріщиностійкість сталі ОСЛ за асиметрії циклу навантажування R= 0 і R = -1. Встановлено та систематизовано мікромеханізми поширення втомної тріщини в сталі ОСЛ. Вдосконалено методику оцінювання залишкової довговічності осі колісної пари з тріщиноподібним дефектом із урахуванням структурної неоднорідності матеріалу. Виконано моделювання росту півеліптичної втомної тріщини початковою глибиною 5 мм в припущенні градієнта параметрів циклічної тріщиностійкості.