智能材料综合了驱动与传感功能,被应用到工程结构中会使其具有自我感知、自我修复和自我适应等智能功能。压电材料作为智能材料中的一类,由于特有的机械、电场变形的耦合效应和可以实现机-电转换等功能,被广泛应用在土木工程中的结构损伤、局部检测中的传感器和减震中的智能阻尼器等方面。智能材料的兴起为土木工程中的结构健康监测提供技术支撑和新思路。由压电材料加工而成的单层板、多层夹芯复合板或者是夹层梁会在使用过程中出现损伤,弹性波的散射对压电板材的功能分析产生很大作用。SH型导波作为弹性波的一类被使用到带形压电材料的理论模型中,为压电元件应用到土木工程中的无损检测方向提供理论基础。本文的研究内容及结论如下:本文在线性压电理论基础上对带形压电域中含圆形夹杂及单个半圆形凹陷的问题进行研究。当夹杂与凹陷相互作用的情况下,分析单个半圆形凹陷对圆形夹杂周边的应力集中影响;复变函数法、多极坐标法、镜像累加原理等被应用来解决带形边界位置处的应力自由和电绝缘条件。通过对含圆形夹杂及单个半圆形凹陷边界电场、位移场的连续性条件,建立无穷线性方程组;截断方程组中的有限项来求解散射波中的未知系数;分析圆形夹杂边缘的电场强度集中系数和动应力集中系数随相关物理参数的变化。算例表明:力电耦合相互作用时,电场作用比力场作用效果更为显著;缺陷位置对压电元件产生不可忽视的影响,缺陷位于夹杂正上方时应力集中现象更为明显。夹杂内、外两侧的相对介质密度对分析夹杂圆周上的应力变化不容小觑等结论。本文又研究了带形压电介质中圆形夹杂及多个半圆形凹陷的问题;分析多个半圆形凹陷作用下,圆形夹杂周边应力分布图的变化。由于复杂边界的存在,散射导波的构造也将变得更为困难。利用含圆形夹杂及多个半圆形凹陷边界的力场和电场连续性条件,建立无穷线性方程组和截取有限项进一步求解散射波的未知系数。算例结果表明:带形域上、下边界凹陷作用位置、SH型导波频率和阶数、压电参数等都对夹杂圆周上的应力集中问题产生很大影响。多个缺陷形式组合对工程中带形压电元件的实际破坏更具有实际意义。根据应力集中系数的变化规律来总结出工程中有价值性的结论,从而有效减轻压电元件发生损伤破坏。本论文关于含圆形夹杂与半圆形凹陷的带形压电域对SH型导波散射的反平面动力学问题研究,为SH型导波的应用拓展到地震工程结构的可靠性评估及建筑结构健康诊断等方面提供研究方向,也对SH型导波拓展到无损检测有意义。