为了解决近年来环境污染和资源消耗对制造业发展的制约问题,通过再制造将现有资源最大化利用,是实现资源节约和环境友好的有效途径。我国的再制造事业相对国外起步较晚但发展很快,重大机械装备关键零部件的再制造具有广阔的应用前景。对再制造毛坯的质量控制是保障再制造产品可靠性的关键。再制造质量控制包括失效分析、无损检测和寿命评估三个方面。因此,以明确零部件宏观失效形式和服役条件下缺陷演化规律的失效分析为基础,以先进的无损检测技术为手段,来发展面向再制造的高效、准确的寿命评估方法,是值得深入研究的重要课题。本文以大型柴油机曲轴为研究对象,分析其不同服役工况下的疲劳失效缺陷形式,采用涡流检测方法和金属磁记忆检测方法,分别对曲轴表面裂纹和应力集中疲劳损伤进行无损检测;在此基础上,研究基于疲劳缺陷和无损检测结果的寿命预测方法,用于退役曲轴剩余寿命评估。主要研究工作包括:（1）运用发动机原理、多刚体动力学、刚柔耦合系统分析方法,在动力学分析软件ADAMS中建立了曲轴系刚柔耦合动力学模型并进行仿真,得到曲轴每个连杆轴颈的工作载荷曲线,为疲劳分析提供载荷数据。根据曲轴服役条件,利用有限元软件ABAQUS建立了12个工况下曲轴静力学有限元模型并分析,得到曲轴应力分布和变形情况,主轴颈和连杆轴颈的圆角部位应力较大,为检测工艺设计提供依据。（2）基于材料学、电磁学和涡流检测原理,利用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics建立了涡流检测的有限元模型并进行仿真,研究了激励频率、探头提离距离等检测参数对检测信号的影响规律,为检测工艺参数的选择提供了依据。对含裂纹构件的涡流检测进行了建模与仿真,探索了裂纹深度与涡流检测信号的关系,为涡流检测判别疲劳裂纹提供了依据。在设计曲轴涡流检测方案的基础上,对某型号退役曲轴进行了涡流检测和信号分析,提出判别曲轴表面裂纹的方法并以磁粉检测的结果进行验证。（3）基于材料学、断裂力学、电磁学和金属磁记忆检测原理,对标准式样进行了疲劳试验过程中的磁记忆检测,在研究疲劳过程中磁记忆信号变化规律的基础上提取了漏磁场强度法向分量的梯度作为磁记忆特征信号,并进一步分析了磁记忆特征信号与应力分布、裂纹萌生和裂纹扩展的关系,总结了磁记忆特征信号与疲劳阶段和裂纹状态的相关规律,为磁记忆检测判别应力集中区域和表征损伤状态提供了基础和依据。在设计曲轴磁记忆检测方案的基础上,对某型号退役曲轴进行了磁记忆检测和信号分析,提出了判别曲轴应力集中区域的方法,证明了与涡流检测结果的一致性及磁记忆检测结果的可靠性。（4）在对曲轴进行失效分析和涡流、磁记忆检测的基础上,利用疲劳分析软件nCode DesignLife建立曲轴疲劳分析模型并计算初始寿命,为剩余寿命评估提供参照。基于涡流检测结果,提出了一种与裂纹深度相关的裂纹扩展寿命预测方法并进行了试验验证;基于磁记忆检测结果,提出了一种利用磁记忆特征信号表征的损伤模型与归一化寿命之间关系的剩余寿命预测方法并进行了试验验证。所提出的基于涡流检测和磁记忆检测结果的寿命预测方法为曲轴再制造提供了依据和指导。本文将无损检测与寿命评估结合,研究了大型曲轴宏微观缺陷、电磁检测信号特征和剩余寿命三者之间的关联关系,建立了退役发动机曲轴缺陷无损检测方法及其剩余寿命预测方法,在此基础上搭建了大型曲轴涡流和磁记忆检测的无损检测平台,用于面向再制造的退役曲轴无损检测和基于检测结果的寿命预测。研究结果对于发展机械装备再制造工程中的无损检测和寿命评估理论和技术具有重要的学术意义和实用价值。