基于压电传感器和Lamb波的结构健康监测(SHM)技术是航空应用中的一个研究热点,但在航空服役环境中,多种随时间变化的因素会影响Lamb波的传播特性,造成Lamb波信号特征无法反映结构真实状态,直接影响损伤监测可靠性和稳定性。针对该问题,本文研究载荷这种典型的影响因素,从静载荷对Lamb波传播的影响机理、静载荷对Lamb波传播影响的实验规律分析、静载荷下Lamb波传播建模仿真方法三方面展开静载荷下Lamb波传播特性的研究,主要研究工作如下:(1)首先基于压电效应和Lamb波传播的基本原理,研究建立了静载荷作用下基于压电传感器的Lamb波激励、传播和传感模型,然后从理论上分析了静载荷对Lamb波波速和幅值的影响机理,包括由于载荷引起的声弹性效应导致波速的变化以及载荷引起的压电本构方程的非线性变化导致的Lamb波传播幅值的变化。(2)开展了静载荷作用下Lamb波传播特性的实验研究,从不同的Lamb波频率、结构厚度和载荷方向三个方面系统研究并总结了静载荷对Lamb波波速和幅值的影响规律,与上述静载荷对Lamb波传播特性的影响机理分析的结果基本吻合,并在此基础上建立了静载荷对主要压电常数影响的非线性数值模型。(3)研究了基于COMSOL Multiphysics有限元软件的静载荷作用下含压电传感器的Lamb波传播建模仿真方法,建立了各向同性板结构单向静载荷影响下的Lamb波传播的力-电多物理耦合仿真模型,解决了声弹性效应-压电非线性本构模型-静态载荷-瞬态Lamb波的直接集成仿真问题,仿真得到的Lamb波波速和幅值变化与实验结果吻合。