轮对作为高速列车走行部的关键部件,其运行状态直接关系到列车的安全运行,而局部的应力集中和微裂纹是造成轮对突然失效的主要原因。目前,我国主要采用X射线探伤、超声波探伤以及磁粉探伤等方法检测轮对故障,但是只能事后检测已经存在的轮对裂纹,不能检测应力集中早期故障,存在巨大的运行风险性。而金属磁记忆检测通过采集轮对表面的自有漏磁场信号,能有效检测轮对的应力集中区和微裂纹,是一种“主动预测→预报→评估”的早期量诊断过程,具有重要的实际意义和应用前景。金属磁记忆是一种微弱的地磁信号,极易受到轮对外部干扰和噪声的污染,影响早期诊断的可靠性,如何对磁记忆信号进行消噪,提取准确的早期故障特征,成为轮对磁记忆检测的难点。与此同时,磁记忆信号的特征与轮对损伤状态不是简单的线性关系,导致高铁轮对的定性、定量故障评估成为工程应用的瓶颈。针对轮对磁记忆检测的上述两个问题,论文展开相应研究,其主要内容如下:(1)从电磁学与能量平衡两个角度研究磁记忆现象的形成机质,分别构建应力集中区的磁偶极子模型与能量平衡模型,通过仿真验证了所建模型的有效性,为磁记忆的工程应用提供有效的理论支撑。(2)根据相关性原理对多通道采集的轮对磁记忆信号进行相异性处理,消除多通道磁记忆信号的相异性,提高检测的可信度。基于平稳小波变换对轮对磁记忆信号进行多尺度信号分解,提出基于自相关的小波阈值消噪与三尺度相关自适应消噪方法,准确确定了轮对的应力集中区。对采集自上海动车维修组的试验数据消噪表明,三尺度相关自适应消噪后的磁记忆信号光滑,信噪比高,较好保留了轮对的关键故障信息,提高了后续的定性和定量评估轮对故障的可靠性。(3)针对高铁轮对的磁记忆定性评估问题,首先阐述常用的法向梯度极值评估的不足。其次,分析由磁记忆切向分量与法向分量合成的李萨如图形法,研究表明该方法无法准确确定应力集中区位置。针对以上方法的不足,提出新的法向分量相轨迹方法半定量(定性)评估高铁轮对的无应力集中、弹性形变、塑性形变、断裂状态,通过试验数据验证了方法的有效性。(4)针对目前磁记忆检测无法定量评估轮对早期损伤的问题,建立轮对磁记忆信号的多特征量,利用支持向量机小样本优势,建立基于主元分析法的支持向量机评估模型,其中支持向量机采用了网格搜索法进行参数寻优,轮对故障评估模型具有较好的鲁棒性,早期故障的识别率达90%。