高速列车在现代交通中起着越来越重要的作用,由于它们的高速度、超大承载能力、低运输成本和低能耗的优点,它们已在各个国家,特别是在中国得到了广泛的发展,并极大地带动了经济水平的提升。作为直接传递轮轨作用力的轮对是整个车辆系统的一个重要部件,列车运行的安全大大依赖着轮对的正常运转,而对轮对进行系统的疲劳性能试验研究是确保列车轮对可靠运行的一种重要方式。因此,该研究课题在对列车轮对安全性检测上提供了新颖的方法,具有极大的借鉴意义。本课题主要研究内容分为如下几个部分:(1)金属磁记忆技术的理论及信号的算法分析研究,其中理论研究包括基于能量最小原理建立的应力—磁场模型、基于铁磁学原理的能量平衡说以及基于电磁原理的电磁感应说;信号的算法研究主要是信号的定量分析,包括特征量分析、傅里叶频谱分析以及梯度值分析等。(2)对轮对材料的试验样件进行疲劳试验研究,针对不同疲劳次数下的试件的磁记忆信号的采集及分析,探讨与明确磁记忆信号与疲劳应力之间的对应关系。(3)使用有限元分析软件ANSYS对轮对材料板件模型进行有限元疲劳与静磁学仿真。通过金属磁记忆方法获得模型在不同疲劳状态下的磁记忆信号分布及特征值,对照疲劳试验得来的分析结果,应用Stein估计建立起疲劳仿真特性与试验数据的对应关系模型。试验与仿真结果表明有限元方法分析所得的磁信号曲线及特征值与试验所得结果基本吻合,同时也表明了金属磁记忆技术在高铁轮对的故障检测应用方面的可行性,为金属磁记忆技术的进一步发展提供了重要基础。