车轮是轨道车辆的重要部件,其质量和安全直接影响车辆的运行状态。在使用的过程中,由于材料、工艺和疲劳应力多种因素的影响,车轮中的一些微小裂纹逐渐发展为大面积的轮辋裂纹、崩轮等缺陷,容易导致各种事故发生,严重危害到车辆运行安全。由于高速动车组大多在晚上回库进行检测,车轮每日检测任务集中在较短的时间内,对于检测效率的要求更高。车轮动态检测系统相比于其它检测系统具有自动化程度高、检测速度快的特点,得到了越来越多的重视。本文以超声波检测技术为基础,设计了一款专门用于车轮动态检测的探伤系统,实现对车轮内部缺陷的检测。首先,本文针对现有检测轨道结构复杂、实际使用中存在缺陷以及维保难度大等缺点,设计了一种新型检测轨道,其采用贝氏体钢作为主体材料,轨顶面开有凹槽,可以实现探头内置安装的功能。相比较于现有的“主轨+护轨”具有结构简单,性价比高的特点。设计工作采用Solid Works软件建立轮轨结构模型,通过ANSYS Workbench对轮轨结构进行有限元分析,仿真模拟列车在检测轨道上运行通过时钢轨受力和应变情况,并研究了列车运行速度变化对检测轨道的影响。其次,完成了检测系统设计,检测系统由探头模块、耦合剂供给模块、轨旁设备模块和计算机模块组成。其中探头模块选用直探头和斜探头检测车轮内部缺陷,给出了探头的性能指标参数,以及探头阵列的布局;轨旁设备模块主要实现对探头工作过程的控制和耦合剂供给的控制,并将检测数据传输给计算机;计算机模块负责对接收到的数据进行分析和存储。之后,在LabVIEW软件中完成了检测软件的编写,通过该软件可以实现对检测系统的控制,对探头采集到的数据进行分析,从而找出车轮缺陷的位置。其主要功能包括用户的登录和权限的设置、数据的接收、检测数据的分析和存储、信号的补偿处理、检测图像的绘制和故障报警、历史数据查询以及检测报表的生成。最后,对所设计的车轮动态检测系统进行了测试,并将测试结果与现场实际检测结果进行了对比分析,测试结果表明:车轮动态检测系统对于接收到的检测数据有着很好的处理能力,能够准确实现缺陷的定位,符合现场应用要求。