大型起重设备多由钢板焊接而成,且长期工作在高低温、大载荷、腐蚀等恶劣环境下,当应力水平超过许用应力时易产生裂纹损伤,为起重机的安全运行埋下了隐患。因此,对一种及时、有效、准确的裂纹损伤检测方法进行研究是必要且紧迫的。本文采用主动兰姆波技术,基于弹性动力学理论,借助于有限元仿真研究与试验测试方法,对钢板早期裂纹的定位即方向判定方法进行了研究。首先,结合弹性动力学理论,从兰姆波的波动方程着手,研究了钢板中兰姆波的频散特性,并绘制出频散曲线；结合ABAQUS有限元软件探究了超声兰姆波的窄带激发方式,并在此基础上对不同的窗函数、不同的中心频率、不同的正弦波峰数等兰姆波关键参数进行了深入的研究,确定了最佳激励信号即：经由汉宁窗调制的5波峰正弦波；结合兰姆波双元激励法理论,利用双侧激励实现了钢板中单一模式兰姆波的激发；通过提出的板两侧施加双侧激励及双侧同时接收的方法,成功实现了板中多模式兰姆波的分离与提取。其次,运用显式积分法在有限元仿真软件中建立了三维仿真模型,并针对槽状裂纹损伤进行研究。利用设置阻尼系数递增的吸波边界的方法消去了边界回波的影响,比较了几种不同层数吸波边界的吸波效果,确定了吸波边乔的层数；研究了兰姆波与裂纹损伤交互作用的二维散射特性：包括不同角度入射兰姆波与裂纹损伤的交互及入射兰姆波与不同长度裂纹损伤的交互；在综合运用对称变换和插值方法的基础上,建立了一种全周向入射、散射的散射系数矩阵模型。再次,利用基于兰姆波波包传播时差的椭圆损伤定位方法,比较了几种不同数量传感器、不同传感器布置方式的损伤定位结果,确定了所需传感器的数量以及传感器的布置方式。通过假定裂纹方向角度获得假定的散射系数值,并将散射系数值引入时延成像定位算法进行优化,利用不同假定方向角度所对应的差异,提出了一种裂纹定位以及方向角度判定的方法。最后,搭建了试验系统,对所提裂纹定位及方向角度判定方法的可行性进行了实例分析,结果表明,所提方法判定的裂纹位置与实际裂纹位置相比,距离不超过5mm,而判定的裂纹方向角度的误差在正负5°之内,从而对本文中所提及算法的可行性与准确性进行了验证。