超声兰姆波是结构健康监测和无损检测领域中常用的超声导波之一,由于它传播距离远,点-点检测即可携带整体性结构信息而被广泛应用。本文利用这些特性对金属铝板中穿孔型损伤以及定位成像方法展开了相应的研究,具体的研究工作如下:(1)首先介绍了兰姆波基本理论和损伤检测原理通过有限元模拟仿真和实验测量相结合,深入研究兰姆波在板结构中的传播机制以及损伤与兰姆波之间的相互作用,由此确定了激发频率、周期数和兰姆波模式等激发参数,并介绍了实验测量系统和相对误差计算方法,为损伤定位方法的研究建立充实的基础。(2)针对椭圆定位成像算法对损伤识别误差较大的问题,本文提出了一种改进方法。通过引用形状系数,并设置时间系数对信噪比较高的实验测量信号进行筛选和截取,从而突出损伤散射信号,将穿孔损伤的定位精度和效率分别提高了50%和30%。同时实验研究了不同面积的方形阵列以及不同尺寸的损伤大小对损伤定位成像的影响,并根据定义的相对误差对损伤定位结果进行分析和讨论,结果表明方形面积大于100x100mm的稀疏阵列更有利于损伤的定位成像,而且当穿孔损伤直径小于1mm时,常用的线性超声兰姆波将无法进行准确的定位成像。(3)为了消除基准信号对损伤定位成像的影响,本文给出了基于互易性损伤指标的无基准损伤成像算法。通过一组压电片互换激发和接收后得到的两个互易性信号,再根据两个信号之间的差异性,建立互易性损伤指标,从而判断该传播路径上是否存在损伤,并根据多条损伤传播路径确定损伤位置。进一步引入形状系数,通过研究形状系数和互易性损伤指标之间的关系,改进了互易性损伤指标。根据提出的基于改进互易性损伤指标的无基准损伤定位方法,结合确定的形状系数对信号数据进行筛选,实现了非传播路径上的损伤定位成像。(4)结合无基准损伤定位成像的优势,本文最后提出了一种全新的基于双曲线的无基准损伤定位成像方法。根据布置的菱形压电片阵列,每三个压电片构成一个测量组,其中一个压电片激励兰姆波信号,经过损伤点后再到另外两个相邻压电片。两个压电片的损伤散射距离差即可形成双曲线状的损伤位置,最终通过多条双曲线的多次相交点便可确定损伤位置,实现了无需基准信号便可对穿孔损伤进行定位成像。根据穿孔损伤在监测区域中的位置,本文对所有损伤位置的三类情况进行了相应的研究和讨论。最后通过有限元模拟仿真和实验测量验证了该方法的有效性和高效性。