轧辊疲劳层的探伤方法主要为磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤和超声波探伤。但是现有方法存在局限性和不完善性,例如,磁粉探伤局限于只能使用在铁磁体材质上；渗透着色探伤局限于轧辊表面裂纹检测,而不能对次表面进行检测；涡流探伤只能在导体材料上探伤且渗透深度浅,由于几何形状等原因,需要人工复查,因此,相比之下完善超声无损检测的相关研究有着重要的实际价值。本文从理论、仿真和实验三方面研究了超声共振导波轧辊疲劳层的检测,其主要研究内容有：(1)基于超声导波理论,分析了轧辊疲劳层厚度、疲劳程度和轧辊半径对导波传播的影响；以透射的方式,对轧辊模型和试块进行了仿真和实验测量,并采集导波的相关数据。(2)采用傅里叶频谱分析和时频分析方法,对采集的数据进行处理、分析,发现超声导波在疲劳轧辊中传播时,导波信号的加权平均中心频率会随着激励信号和疲劳层相关系数的变化发生偏移。研究结果还表明,时频方法较傅里叶频谱法更加准确合理。以上研究为为工业轧辊疲劳层的检测提供了一定依据和方法。