在超声兰姆波的实际检测过程中,由于板件被长期使用形成的断裂、形变、裂缝等损伤改变板材特性参数,同时还有压电换能器的旁瓣效应产生谐波等影响,使得探测信号发生模式转变和谐波信号重叠,造成了兰姆波多模式信号混叠的现象,大大增加了相关应用分析的难度。所以为了获得更精准的探测信息,实现更高精度的探测结果,超声兰姆多模式信号分离的研究工作具有非常重要的研究意义。本文的研究工作主要围绕多模式超声兰姆波信号的分离算法展开,已取得进展如下:1、基于分数阶微分和相位重构的超声兰姆波多模式分离:提出了一种用分数阶微分理论实现时频重叠多模式兰姆波模式分离的方法。首先由信号幅值谱分数阶微分推导了幅值谱特征参数的计算式并根据信号模型重建幅值谱。然后结合兰姆波的频散特性曲线推导出对应的相位谱,并通过幅值谱和相位谱重构各模式的时域信号,实现了时频重叠多模式兰姆波信号的分离。本方法将分数阶微分应用到了多模式超声兰姆波的信号分析处理中,解决了由于时频混叠难以提取多模式混合信号的模式特征参数的问题,当混合信号的频域不完全重叠,仍存在独立成分时,即可应用于时频重叠多模式兰姆波信号的分离。2、基于频散补偿和分数阶微分的超声兰姆波多模式分离:本方法将频散补偿和分数阶微分相结合,通过时延函数建模,依靠不同模式频散的差异性,将复杂混叠信号的分离问题转化为部分混叠信号的分离问题。然后应用分数阶微分,对信号幅值谱分数阶微分极大值拟合多项式实现特征参数的提取,实现部分混叠信号中非频散模式的分离。再根据频散特性和探测距离,恢复时域波形,从而提取各模式信号,实现多模式分离。从仿真和实验的结果表明,本文方法不仅可以实现多模式,更能保证分离精度,有助于复杂多模式频散信号的分离与处理。现有多模式分离算法相比较,主要优点在于将频散补偿与分数阶微分相结合,解决了单模式频散补偿后仍与其他模式部分信号混叠的问题,提高了单模式非频散信号的提取精度。