结构健康监测技术的研究对各种土木、机械等结构,特别是对航空航天结构有着非常重要的意义,它是一种在线、实时有效的获取结构健康状态信息的方法。目的是为了实现结构健康自诊断,并能够提供结构的安全性评估,预测损伤结构的剩余寿命,以保证结构的安全和降低维修费用。本文主要研究了结构健康监测技术中基于主动Lamb波的监测技术理论,并进行了工程实际结构的功能验证,主要研究内容可概括如下:一、详细分析了压电元件的特性,并给出了描述压电效应的压电方程。探讨了Lamb波的基本理论知识,并给出了群速度和相速度的求解方法;研究了Lamb波的激励方法,给出了本文所用激励波形产生的方法,还针对激励信号中心频率的选择作了详细的研究。二、采用主动Lamb波和小波变换计算损伤散射信号的时间延迟,根据椭圆定位法进行损伤定位;提出了压电传感器星形布置的优化布置方法,结合多路扫查,解决了椭圆定位法监测损伤的盲区问题,从而扩大了损伤监测的范围、提高了损伤判别的准确性,并能进行损伤程度的判别。三、实现了一套基于压电元件星型布置的损伤辨识网络扫查系统的软硬件。硬件方面的研究主要包括信号输入输出硬件系统的搭建和多路扫查开关电路板的自主开发;软件方面主要包括扫查系统人机交互界面的开发以及信号处理程序的开发。四、针对真实某无人机机翼盒段强度校核试验中的抽钉失效,利用BP神经网络根据Lamb波传播信号的特征量进行损伤辨识,成功的辨识出抽钉失效的不同程度。本课题得到了国家自然科学基金重大研究计划项目(90305005)、国家自然科学基金国际合作重大项目(50420120133)、教育部优秀人才支持计划项目(NCET-04-0513)的资助。