风机主轴是风力发电机组中连接风轮和齿轮箱的核心零部件,承受载荷复杂多变,极易造成循环疲劳,导致缺陷的形成,其中侧向疲劳裂纹和内部扩展裂纹缺陷会造成重大安全隐患。这些裂纹缺陷在应力作用下会不断加速扩展,严重可导致主轴断裂,直接影响风力发电机组的安全使用和寿命。本文为实现对在役主轴裂纹缺陷的检测,开展了在役风机主轴原位超声检测方法的研究。搭建了轴类超声检测试验平台,研究主轴端面多点超声检测信号成像方法。本文具体研究内容分为以下三个部分:（1）针对风机主轴安装后只有端面可以接触检测的问题,本文设计了端面网格化多点超声检测方法。针对大型轴类裂纹微小缺陷不易检出的问题,搭建轴类超声检测试验平台,在常规信号处理方法基础上,提出了基于声束扩散的信号处理方法,分别采用以上两种处理方法处理检测信号并对比了处理结果。结果表明,基于声束扩散的叠加算法能够提高缺陷检测灵敏度12d B以上。（2）为实现对内部侧向疲劳裂纹和内部扩展缺陷的精确检测,本文分别采用单探头法和双探头法对轴类缺陷进行检测实验,设计了自发自收式和一发一收式两种超声信号处理方法,对比了两种处理方法对实验数据的处理结果。结果表明,一发一收式算法在信号处理中精确度更高,稳定性更好,对缺陷检测灵敏度更高。（3）针对端面网格化多点检测方法,本文对超声多点采样检测信号进行信号分析,研究端面多点超声检测信号的成像算法,建立层析成像超声方法。通过对超声信号幅值的归一化处理,重构出检测工件内部每个深度的伪彩色横截面图像,并开发离线数据分析成像软件对叠加后的数据进行轴向积分和轴向显示。成像结果表明,该成像方法能够快速识别出内部缺陷的位置和范围。