固体板被广泛地应用于航空航天、铁路及各类工程装备中。这些板类结构或由于早期制作工艺的影响,或在使用过程中承受外部环境载荷、疲劳效应等各种不利因素的作用,其内部将形成微裂纹。若不对微裂纹进行有效的检测和控制,微裂纹将逐渐累积、扩展,从而导致结构失效,影响正常功能的发挥,或将引起严重的事故。在损伤发展的初期,微裂纹非常微小,特别是对于其中的闭合微裂纹,使用传统的超声无损检测技术无法对其进行有效检测。非线性超声对于结构的早期损伤非常敏感,能识别尺寸小于波长的微小裂纹损伤以及闭合裂纹损伤。Lamb波具有传播速度快、传播距离长、衰减小、检测效率高等优势,非常适合于板结构中的损伤检测。本文基于接触声非线性理论,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,开展了使用非线性Lamb波对板结构中微裂纹损伤进行超声无损检测与评价的研究。首先通过理论推导得到了铝板和压电板中的频散方程,给出了各自的频散曲线。在此基础上,根据Lamb波二次谐波累积传播的条件,确定了其中满足相速度匹配的S1-s2模态对和近似匹配的A0-s0模态对。采用数值模拟的方法,分别模拟分析了S1-s2模态对及A0-s0模态对的Lamb波在含随机分布微裂纹铝板和含单个微裂纹压电板中的传播过程。利用短时傅里叶分析处理非线性Lamb波时域信号,最后得到了铝板中分布裂纹区域长度、裂纹密度、裂纹表面分布比例以及压电板中裂纹深度与非线性系数之间的关系。本文的研究表明:(1)对于含随机分布微裂纹铝板,S1-s2、A0-s0模态的Lamb波非线性系数与裂纹区域长度、裂纹密度、裂纹表面分布比例均呈近似线性增长关系;对于含单个微裂纹压电板,S1-s2、A0-s0模态的Lamb波非线性系数与裂纹深度呈近似线性增长关系。(2)对于含随机分布微裂纹铝板,当裂纹区域长度变化时,S1-s2模态的非线性系数比A0-s0模态的非线性系数更敏感;当裂纹密度和裂纹表面分布比例变化时,A0-s0模态的非线性系数更敏感。(3)对于含单个微裂纹压电板,当裂纹深度变化时,S1-s2模态Lamb波的非线性系数比A0-s0模态的非线性系数更敏感。以上研究表明,利用非线性Lamb波可以对板结构中微裂纹损伤进行有效的检测与评价,本文的研究结果可以对利用非线性Lamb波进行板结构中微裂纹损伤的健康检测提供重要的参考价值。