曲轴在运行过程中长期受到高温、高交变应力的作用，极容易产生疲劳缺陷和失效事故。曲轴的形状以及制造工艺比较复杂，制造成本较高，因此对退役发动机的曲轴进行再制造重新利用，会大大减少发动机制造成本。但并不是每根曲轴都具有再制造价值，这需要在再制造之前对曲轴进行无损检测和评价。本文针对曲轴超声波无损检测主要做了以下几个方面研究：首先介绍了工业上使用超声波无损检测零件的原理，并对传统的超声波检测技术与超声波相控阵检测技术做了对比，总结了运用超声波相控阵检测曲轴的优势。建立曲轴系统的动力学模型，运用ADAMS分析软件对曲轴系统进行仿真分析，获得在一个循环工况周期内，每一个连杆在随着时间变化的载荷曲线。为曲轴有限元分析提供基础。建立曲轴有限元模型，根据曲轴系统动力学分析获得的载荷以及边界条件对曲轴进行静力学分析，确定曲轴容易产生疲劳缺陷的位置，这些位置是曲轴超声波相控阵无损检测重点的检测部位。根据确定的曲轴重点检测部位对整个曲轴进行检测区域划分，提高检测效率。并且根据曲轴的复杂的外形轮廓以及不同的检测位置分析确定其超声波相控阵检测参数、检测工艺以及检测步骤。根据检测工艺以及检测步骤，设计一套完整的曲轴超声波相控阵检测系统，检测系统包括自动检测和手动检测两个部分。最后通过曲轴试块实验验证了检测工艺、检测系统以及对检测缺陷定量化方法的可行性。本文研究成果为曲轴的再制造之前检测提供了具体检测方案，提高了检测效率以及检测精度，同时存储的检测缺陷数据可以对缺陷进行定位和定量分析，为曲轴的再制造提供数据支持，缩短了曲轴再制造周期，提高了再制造效率。