基于压电传感器和Lamb波的板类结构损伤诊断方法对结构中的小损伤敏感，且能够实现区域监测，传感器不一定布置在损伤发生部位，是当前国内外结构健康监测的研究热点，本文针对航空结构，从弹性波的动力学建模仿真和大面积复合材料结构的多损伤定量化监测方法两个方面开展研究，主要创新性工作如下：（1）提出了用于研究Lamb波传播群速度的平面应变数值计算模型，验证了相同网格密度下采用高斯-洛巴托-勒让德（GLL）节点分布的谱元法计算得到的群速度误差和耗时均小于常规的有限元方法，研究了单元多项式阶数和网格密度对谱元法计算精度的影响，并得到了指定计算精度下各参数的选取标准。（2）提出了基于ABAQUS平面网格划分和Serendipity二阶单元网格优化的Lamb波在三维复杂平板结构中传播的谱元法模型。该模型通过设定单元在三个方向的节点数目控制模型的计算精度。在三块不同几何形状铝板上的实验与仿真波形吻合良好，验证了该模型的正确性。（3）提出了大面积复合材料结构的多损伤定量化双融合监测算法，该算法融合了基于损伤因子和成像的方法的特性，前者速度快，后者能够全面提取损伤特征，快速并有效地实现对多个损伤的识别、成像、定位以及严重程度的评估。并采用某型号飞机碳纤维复合材料机翼盒段壁板作为实验验证对象，结果表明，该算法能够正确识别多处损伤，在波速取值为平均波速的10%误差内时，损伤的定位误差小于25mm，评估的损伤尺寸级别与真实的损伤尺寸级别一致，且概率均在90%以上。