超声检测技术是碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）构件质量控制的有效手段,而分层、孔隙、夹杂和富树脂等典型缺陷的识别是目前研究热点和难点之一。受缺陷材料本身声学特性、形貌和尺寸等因素影响,不同类型缺陷与超声波作用机制存在差异,但受限于实验手段,无法澄清缺陷与超声波间的相互作用,再加上缺陷试样制作困难、信号分析方法单一等问题使得缺陷识别困难。为解决上述问题,本文通过建立CFRP层合板超声反射法有限元模型,采用仿真与实验相结合的方法,基于不同类型缺陷与超声波的相互作用,从时域、频域和时频域三方面对缺陷信号进行多域分析,提取缺陷多参量特征,对CFRP中典型缺陷进行识别。主要研究内容如下:（1）在了解超声波与多层、弹性各向异性结构作用机制的基础上,对CFRP层合板进行显微观测和声学参数测量,结合铺层顺序、层厚等特征建立了CFRP层合板超声脉冲反射法有限元模型。由显微图像可知,CFRP层合板为叠层结构,层间存在明显分界面,每层均为纤维与树脂混合态,层合板共包含0°、45°和90°三种取向的纤维,形状分别为长条状、心形和圆形。由声学参量测量可知,纤维取向不同,其弹性刚度矩阵存在差异。通过比较实验与仿真得到的超声A扫描信号,验证了仿真模型有效性。（2）采用数值模拟方法,探究了分层（单一大尺寸固-气界面）、孔隙（小尺寸密集型固-气界面）和富树脂缺陷（固-固界面）在时域波形和基于小波包分解的时频特征上的差异。基于三种缺陷与超声波作用机制不同导致的超声波在缺陷处反射能力和衰减上存在差别,提取缺陷信号时域相对衰减系数a、波形峭度因子K和小波包能量P,对三种缺陷进行识别。结果表明,分层缺陷引起的能量衰减最大,孔隙次之,富树脂最小,其a分层＞a孔隙＞a富树脂;分层和富树脂缺陷峭度因子较高,相同尺寸下,K分层＞K富树脂,孔隙缺陷K值最小;经6层小波包分解后,分层缺陷能量分布较均匀,主要位于0~5.85 MHz,而富树脂缺陷能量集中在3.90~5.85 MHz。（3）采用仿真与实验结合的方法,探究了PTFE夹杂（固-固Ⅰ）和富树脂缺陷（固-固Ⅱ）在时域波形和频谱特征上的差异。基于两种缺陷声学特性差异导致超声波反射能力和在缺陷内传播时间的不同,提取缺陷信号幅值最大值Amax、波形峭度因子K和声压反射系数幅度谱特征,对两种缺陷进行识别。结果表明,PTFE夹杂缺陷幅值最大值高于富树脂;相同缺陷厚度,两种缺陷上下表面波混叠程度不同,使得峭度因子和声压反射系数幅度谱均存在差异。随着缺陷厚度增加,两种缺陷K值均呈现先增大,后减小最后趋于稳定的趋势,其声压反射幅度谱中谐振峰数量和谐振阶数也增加。