近年来,高速列车的运行速度大幅提升,与以往相比较,各个部件承受更加复杂载荷作用。高铁轮轴中的制动盘毂是制动系统的重要部件,其高速条件下疲劳损伤机理及检测方法研究也成为了高铁运行安全的关键技术之一。从制动毂齿部疲劳损伤的力学机理研究出发,提出制动毂齿部疲劳损伤的试验方法,设计制动毂齿部疲劳损伤的检测装置。研究了以下具体内容:(1)高速列车制动毂齿根部疲劳损伤机理分析。从高铁制动时制动盘对毂的作用,以及运行时受到路谱振动与冲击、惯性力的作用两方面分析制动毂齿部载荷。首先,建立了制动时制动盘与毂的温度模型,计算了制动毂齿的均布载荷,并建立了运行时制动盘的力学分析模型,通过动力学方程分析制动毂齿的受力状态;其次,以某机车车辆厂的制动盘毂为实例,计算了制动毂齿部的应力状态;最后结合剩余强度模型与S-N曲线,研究制动毂齿部疲劳损伤机理,指出运行时的变拉应力与制动时的热拉应力是造成制动毂齿部产生疲劳损伤的主要原因。(2)制动毂疲劳损伤声发射试验设计。包括激励加载系统设计与声发射信号测试系统设计。根据机理分析结果,提出加载方案,通过有限元仿真计算,确定了试验的加载参数;此外,通过声发射信号采集系统(传感器选型、信号放大、采集分析软件)提出测试模型及测试方法,完成声发射参数的提取。(3)制动毂疲劳损伤声发射试验及其分析。以某机车车辆厂有损伤的轮轴制动毂为试验对象,按照试验设计,进行AE参数撞击数及幅值的采集,并对试验数据进行分析,验证了制动毂齿部疲劳损伤机理分析的正确性,表明声发射检测方法是制动毂齿部疲劳损伤研究的有效方法之一。