车轮作为高铁的重要部件,对列车的安全运行有很重要的影响。随着高铁运行速度的不断提高,其安全性更加受到人们的重视。针对目前速度350km/h的高铁对车轮安全性提出的特殊要求,本文在总结前人对高铁车轮缺陷检测的基础上,将超声检测技术应用到了车轮缺陷检测中,研究了高铁车轮轮辋表面和内部的缺陷检测的方法。（1）首先利用有限元仿真软件COMSOL对激光超声以及相控阵超声的检测过程进行数值模拟。在激光超声检测的仿真研究中,模拟了激光激发的表面波在不同长度和角度的表面V型裂纹下的传播过程。对超声信号进行时频分析,得到了随着裂纹长度的增加,反射表面波的幅值在增加,而裂纹角度的变化对反射表面波的影响较小。最后得到了定量表征表面裂纹长度的计算公式,并验证了该公式的正确性。（2）在相控阵超声的数值模拟中,通过对不同深度、不同形状、不同宽度和长度的轮辋内部缺陷的有限元模拟,得到了在不同工况下的超声波信号。对得到的超声信号在时域和频域上分别进行分析,实现了利用压电晶片激发的超声波对内部缺陷的定性表征。（3）本文最后利用高级超声相控阵自动检测平台对试块上不同大小和位置的缺陷进行检测,通过对实验数据的分析验证了该实验平台适合内部缺陷的检测。对内部含有未知缺陷的车轮进行检测,得到了其缺陷的B-扫图像,实现了车轮轮辋内部缺陷的大小和位置的精准检测。通过上述研究工作,得到的成果可以为高铁车轮表面和内部的缺陷检测提供理论方面的参考。