机械结合面广泛存在于航空航天器、高精密机床、盾构机、深潜器等高端装备中。由于具有安装便捷、承载力高的特点,往往应用于系统的关键部位,对于保证零部件的安全、高效运行起着非常关键的作用。随着高端装备精密化和可靠性要求的不断提高,机械结合面接触状态的检测显得尤为重要。机械结合面的接触状态对零部件的正常运转影响甚大,但是目前针对机械结合面的接触状态方面的研究却特别少。激光超声作为一种新兴的检测技术,具有非接触、远距离和高时空分辨力等特点,在工业检测中具有十分广泛的应用价值。激光超声导波作为激光超声波的一种,具有传播距离长、对微小结构损伤敏感的特点,特别适合用于对机械结合面的接触状态进行研究。为了更好的探究机械结合面,本文选用过盈配合和螺栓联接两种最为常见的机械结合面进行研究。针对过盈配合的机械结合面接触状态的研究,首先设计研究路线,提出激光超声检测过盈配合的机械结合面接触状态的检测方法;其次对试样进行设计以及制备,进行试验探究,再对试验数据进行幅值分析和功率谱密度(PSD)分析;最后基于功率谱密度(PSD)分析结果,对功率谱密度在对应频率上进行积分,构建导波功率与过盈量的关系,并结合粗糙结合面微凸体接触理论对试验结果进行分析。针对螺栓联接的机械结合面接触状态的研究,首先设计研究路线,提出激光超声检测螺栓联接的机械结合面接触状态的检测方法,对试样进行设计以及制备;其次开展对螺栓预紧力和扭矩的关系研究,进行螺栓扭矩与螺栓预紧力的转换系数K的标定试验,进而获得试验中转换系数K的值;然后进行螺栓联接的机械结合面接触状态检测试验,并对试验数据进行幅值分析和功率谱密度(PSD)分析;最后基于功率谱密度(PSD)分析结果,对功率谱密度在对应频率上进行积分,构建导波功率与螺栓预紧力的关系,并结合粗糙结合面微凸体接触理论对试验结果进行分析。为达到对实验数据快速分析的目的,开发一套基于激光超声技术的适用于机械结合面的接触状态研究的软件。