空耦Lamb波缺陷成像技术是一种结合了空气耦合超声和Lamb波扫描成像的新型成像技术,它既拥有空耦超声非接触、完全无损的特点,又能够快速实现复合板缺陷的可视化。研究空耦Lamb波扫描成像技术对于定量分析复合板缺陷的位置、形状和损伤程度等指标,及时采取补救措施以降低经济损失而言,有着重要的研究意义。本文以实现复合板缺陷的扫描成像,降低成像误差,提升图像对比度为目标,从空耦Lamb波检测原理,有限元仿真,缺陷成像算法和扫描实验研究4个方面出发,对空耦Lamb波缺陷成像技术进行了研究,具体研究内容如下:(1)推导了Lamb波在复合板中的频散方程;绘制了Lamb波频散曲线;根据空耦Lamb波激励特点,研究了换能器入射角与待激励Lamb波模态的对应关系;确定了空耦Lamb波激励信号波形和换能器最佳入射角。(2)利用有限元软件建立了Lamb波在复合板内传播的三维模型,模拟了复合板内不同类型缺陷;通过改变缺陷的相对位置,研究扫描检测下空耦Lamb波接收信号幅值的变化规律,以及不同类型缺陷对空耦Lamb波衰减特性的影响。(3)研究了空耦Lamb波缺陷成像中的概率损伤成像算法,讨论了缺陷损伤概率与Lamb波信号差异系数间的关系;分析了Lamb波信号特征值的选择依据,研究了基于离散小波分解的Lamb波信号特征值的计算方法;提出了一种基于偏态能量分布的改进概率损伤成像算法,采用偏态能量分布替代传统算法中的正态能量分布,提升算法对缺陷边缘位置的识别效果;制定了缺陷重构图像的评价指标,用于评价成像算法的成像效果。(4)搭建了空耦Lamb波扫描检测实验系统;加工制作了带有不同类型缺陷的碳纤维复合材料实验板;制定了空耦Lamb波扫描检测实验方案,通过实验验证了有限元模型的仿真结论。分别利用传统算法和改进算法得到了复合板缺陷的重构图像;根据图像评价指标对改进前后成像算法的成像质量进行比较,结果表明改进算法在有效降低缺陷成像误差的同时,可以有效提高图像的对比度。