声发射(Acoustic Emission, AE)是材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象。利用声发射检测技术可以实现材料或设备早期损伤的实时监测。将具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小和质量轻等特点的光纤光栅传感器与声发射检测技术相结合是当前研究的热点。本文在调研声发射检测技术研究现状的基础上,围绕声发射检测技术,分别从声发射检测基本理论,光纤光栅声发射检测系统构建,基于模态声发射的源定位算法以及基于最优化方法和互相关的源定位方法四方面做了一系列的研究工作。首先,理论推导了光纤光栅传感器与声发射应力波的相互作用机理,得出了光纤光栅中心波长对声发射应力波的响应规律,并研究了声发射信号波长和光栅栅长等参数与声发射信号检测灵敏度之间的关系。在此基础上,利用光纤光栅声发射检测系统进行了标准信号测试实验,为后续声发射信号分析和定位技术研究奠定了基础。其次,从声发射现象的物理本质角度出发,详细介绍了声发射的产生机理,声发射波在介质中的传播规律以及声发射检测的基本原理。介绍了声发射信号的时域特征值和声发射参数分析方法。然后,利用基于Gabor函数的小波变换对声发射信号进行了时频分析,理论推导了声发射信号波达时间与单频率下Gabor小波变换系数之间的关系。在此基础上,将小波变换与阈值分析相结合自动获取声发射信号时差。此外,对线定位及面定位原理进行了深入分析及研究,得出了不同定位方法的定位范围及误差原因。最后,利用光纤光栅声发射线定位及面定位系统进行实验,实验结果验证了算法可靠性。最后,提出一种新型声发射源定位方法。利用最优化方法构建了声发射面定位模型,通过加权广义互相关获取声发射信号时差,并用遗传算法对所建立优化模型求解。利用该方法在光纤光栅声发射面定位系统中进行了定位实验,实验结果证明该算法在未知波速的情况下对声发射源可进行高精度定位,且定位范围不受传感器阵列方式约束,增大了声发射的源定位范围。本文所构建的光纤光栅声发射检测系统,为声发射检测提供了一种新的方法。通过对线定位和面定位方法的研究,提高了定位精度,增大了定位范围,丰富了声发射检测和声发射源定位的理论和实验验证。研究成果对促进声发射技术的发展和实际应用具有重要的意义。