近年来,油气管道在天然气、石化燃气、石油等能源配送方面得到了广泛的应用,促使国民经济得以飞跃发展。然而,系统化的油气管网往往会因长时间的埋置使用,加之复杂的环境因素等,导致管道内外表层容易发生不同程度的腐蚀或脱落,进而引发气体或液体的泄漏,造成严重的管道事故,从而带来重大的经济损伤或人员伤亡。由此,选用合理的防腐管道并结合高效的管道检测技术具有重大意义,可以有效降低管道事故的发生。聚脲涂料作为近些年兴起的新型防腐材料,具有防腐耐磨、绿色无害等优良特性而备受关注,被广泛应用到管道表层防腐中;目前针对防腐管道的检测多采用传统的超声波逐点检测方法,其耗时长、工作量大。超声导波检测技术则通过在管道端部激励信号,沿管道延展方向传播,非常适合长距离管线的检测。然而,在聚脲防腐管道中超声导波传播的衰减速度较快,加之检测环境的复杂性以及其自身的传播特性影响。在对长距离聚脲防腐管道中小缺陷进行检测时,小缺陷导波信号往往会变得十分微弱,也极有可能淹没在环境噪声,进而导致回波信号中的缺陷特征难以识别。利用非线性系统的随机共振特性既可以使噪声信号的能量向着导波信号发生转移,降低噪声对导波信号的干扰影响,同时又能增大系统输出特征信号的幅值,提高小缺陷特征信号的识别能力,有利于进一步对小缺陷信号定位研究。因此,本文提出基于Duffing系统随机共振特性的聚脲防腐管道小缺陷导波检测方法。本文主要研究内容如下:（1）Duffing系统产生随机共振特性的基本原理及所需满足的前提条件。由于Duffing系统的随机共振特性也会受到小参数范围的限制,研究Duffing系统变尺度随机共振的方法,使在大参数的条件下Duffing系统仍能发生随机共振特性;研究可定量描述Duffing系统产生的随机共振特性的衡量标准。（2）基于Duffing系统随机共振特性的同步调参。通过研究针对大参数条件下Duffing系统发生随机共振特性时,系统中各项参数的调节对产生随机共振特性的影响进行详尽分析;提出了基于Duffing系统随机共振特性的同步调参方法,同时兼顾Duffing系统随机共振特性的产生与该系统中各项参数相互作用的关系,选出多组理论性的参数组,仍需要逐一代入Duffing系统中对数值信号进行处理分析,进而选取最佳的适配参数组。（3）选取Duffing系统最佳适配参数组。通过聚脲防腐管道解析模型进行理论剖析,借助有限元分析软件ABAQUS建立粘弹性-弹性复合材料双层三维圆柱体模型,并模拟不同激励频率条件下L（0,2）纵向模态导波沿管道模型纵向传播的状态,在获取优化频率后可针对含有不同损伤程度裂纹缺陷的防腐管道模型进行数值模拟分析,随后经产生随机共振特性的Duffing系统进行处理,求解输出响应的特征信号,分别对数值信号、添加白噪声后的混合信号与系统输出的特征信号进行时程曲线与功率谱密度分析的比较,并选取使Duffing系统最佳适配参数组。（4）基于加窗时移扫描的Duffing系统随机共振特性检测小缺陷信号方法。通过实验的方式对数值结果进行验证,同时针对实际检测信号中可能存在的转换模态波形会对小缺陷造成识别干扰,提出了基于加窗时移扫描Duffing系统随机共振特性的小缺陷信号识别定位方法,并对四种不同的工况实验信号进行处理,发现该方法能明显地区分出缺陷信号与模态转变波形信号的不同,且有效识别出检测信号中小缺陷信号的所在位置。