固体火箭发动机的粘接质量直接影响火箭发动机整体性能,故其界面粘接质量的检测方法具有重要的研究价值。目前固体火箭发动机界面粘接质量的检测技术多种多样,超声检测作为最广泛的无损检测方法被众多研究人员青睐。传统超声检测需要使用水或油等作为耦合剂,但耦合剂一旦使用就难以清理干净,特别是新型固体火箭发动机广泛采用复合材料壳体结构,耦合剂容易对结构造成沾染,影响结构的物理和化学性能,进而影响结构完整性。因此,需要寻求一种无需耦合剂的固体火箭发动机壳体结构超声检测方法。固体火箭发动机壳体结构的超声检测会激发出Lamb波,本文研究了Lamb波传播机理,得出Lamb波的频散方程。探究了检测探头主要换能元件三叠片振子的振动原理,推导了其串联和并联微分方程,确定连接条件和边界条件,通过MATLAB软件对方程求解,得出三叠片振子的材料对于振动的影响,并利用ANSYS软件对三叠片振子的振动进行仿真,得到其振动特性。通过COMSOL软件对单层、双层薄板建立二维模型和三维模型,利用回波法、标准收发法和时间反转法对缺陷进行分析。建立、构建了干耦合超声成像检测系统并提出了基于时间反转的Lamb波缺陷成像检测方法。本文通过Lamb波频散曲线的绘制,明确了Lamb波传递的多模态特性,对检测信号的选取与缺陷的识别提供了准确的理论依据。通过三叠片振子振动特性研究发现谐振频率随金属片厚度的增加而增加,硬铝为最佳的金属材料,PZT-5为最佳的压电陶瓷材料,金属片的厚度和压电陶瓷厚度相等时,机电耦合系数最大,压电振子的换能效率最高。通过缺陷仿真发现:回波法和标准收发法,对于单层薄板都有较好的识别效果。但对于双层薄板,识别难度较大。进而提出了一种基于时间反转法的缺陷识别方法,并用DI_sp损伤因子对缺陷进行评判,研究发现损伤因子随缺陷尺寸的增大而增大。构建了六探头检测网络,采用基于时间反转法的损伤成像方法,对模拟脱粘的多层复合材料试件进行损伤成像仿真和实验,两者都能较好地分辨缺陷与完好区域。