为了解决磁声发射检测技术中存在的实验仪器参数设计固定、传统时域信号特征量无法准确反映信号特性等问题,本文在充分分析磁声发射信号影响因素的基础上,优化了磁声发射检测装置;通过对实验得到磁声发射检测信号进行特征分析,提出了基于样本熵的特征提取方法,将其和无量纲指标相结合,构造出抗噪声能力强、受工况影响小的复合无量纲指标。本文主要工作内容如下:通过分析磁声发射检测技术的研究现状,明确了目前磁声发射检测技术中存在的主要问题,并提出本文的主要研究内容。对磁声发射信号的产生机制进行了理论分析,研究了励磁电压、励磁频率、励磁信号波形、应力以及疲劳对磁声发射信号的影响,为后续研究内容的开展奠定了理论基础。根据磁声发射信号特征,设计了包括激励信号模块、磁化器、接收传感器、信号调理模块、信号采集模块和FPGA主控模块六大模块的磁声发射检测硬件系统;并基于labview平台开发,开发了包括有数据通信、数据存储、波形显示、数据处理四大功能模块的磁声发射检测软件系统。针对传统磁声发射信号时域特征值易受噪声干扰等问题,设计了基于样本熵的信号特征提取方法,将样本熵特征值分别应用于应力和疲劳特征提取,结果表明样本熵能够很好地表征试样所受应力,与磁声发射信号峰峰值、均方根值和整流平均值相比,样本熵特征值的波动性指标分别下降了89%、33%和42%。根据样本熵值推测计算出的应力与标准应力的平均误差为8.5%,具有较高的检测精度。在疲劳特征提取中,磁声发射信号样本熵值相较于峰峰值、均方根值等时域特征值,对不同疲劳周次下微观组织变化更为敏感。在样本熵的基础上,进一步改进了磁声发射检测信号特征提取方法,引入了复合无量纲指标。在结合样本熵特征值和无量纲指标的优势基础上,通过遗传编程得到的复合无量纲指标,不仅解决了样本熵受工况影响较大的问题,同时对不同应力作用下磁声发射检测信号具有更好的分类效果。