金属材料在宏观缺陷出现前会经历微裂纹的扩展阶段,因此对材料早期力学性能退化情况进行无损检测和评价具有重要意义。传统的线性超声检测技术由于其原理上的局限性使其对闭合微裂纹不敏感,而近年来非线性超声检测技术利用超声波在结构中传播时表现出来的非线性特征来检测损伤,该技术在对早期闭合微裂纹检测方面具有更高的灵敏度。因此,本文对基于非线性超声检测技术中振动声调制法和混频法在闭合微裂纹检测过程中产生的非线性效应进行检测机理研究,主要研究工作如下:（1）分析研究了振动声调制技术的基本理论,推导了基于接触非线性的一维波动方程,得到了不同频率声波激励下的近似解。从结构力学角度推导了振动声调制下微裂纹界面产生非线性效应的物理来源,利用非线性接触模型描述裂纹表面相关位移场产生的接触声非线性效应。（2）基于微裂纹非线性接触模型建立振动声调制激励三维有限元仿真模型,从微观角度观察微裂纹尖端随激励信号传播的开合状态,发现在振动声调制激励下微裂纹界面是随低频信号周期呈循环张开与闭合。利用非线性系数对振动调制检测效果的影响因素进行分析和讨论,分析结果验证了微裂纹非线性接触模型的有效性并为实验研究提供理论参考。（3）分析了求解应力自由板中的非线性波动方程以获得Lamb波相互作用生成具有积累效应混频信号的共振条件,并由此编写与对向混频Lamb波相关的模式对筛选程序。利用有限元软件对筛选出的模式对进行验证,分析混频Lamb波生成的全过程,对混频波信号特性进行分析得到传播方向和最大传播距离。（4）应用混频Lamb波技术检测板中闭合微裂纹,研究混频波对不同尺寸裂纹的表征效果,通过在两基频波添加适当时间延时使得混频波对构件进行线扫查定位。