在工程应用中,板状结构材料被广泛应用在各种机械设备中。这些机械设备在服役期间由于存在诸如碰撞冲击、化学腐蚀、交变载荷、高温蠕变等因素影响,结构元件内部会逐渐产生损伤。这些结构损伤如果没有被及时的发现,将影响到设备的安全使用,甚至引发安全事故。因此对板状结构的损伤情况进行检测评估具有重要意义。非线性超声导波技术是一种检测板状结构中早期微小损伤的有效手段。但目前基于非线性超声导波二次谐波法的微损伤检测仍存在非线性来源广泛、不能有效定位局部微损伤等问题。本文就针对二次谐波法的不足开展基于非线性超声导波混叠的微损伤识别与定位方法研究。主要的内容包括:(1)理论推导了各向同性材料板中的波动方程,并总结分析两列超声导波在板中混叠产生混频二阶谐波的条件。以1060铝为研究对象,找到了几组满足混叠条件的模态组合,并推导分析了两列超声导波同向共线混叠和对向共线混叠对局部微损伤的检测与定位方法。(2)建立有限元仿真模型,分别研究了在单一谐波激励,两列谐波共线同向激励,两列谐波共线对向激励等三种情况下,二阶谐波的产生与传播。对比分析了单一谐波激励下的二阶谐波法与混合谐波激励下的波束混叠方法对局部微损伤的评估与定位的效果。结果显示,两列同向共线激励的超声导波混叠后有可能产生反向传播的混频二阶谐波。与单一谐波激励下的二阶谐波法相比,超声导波的波束混叠方法能够有效消除材料外部非线性源的影响,并且通过控制两列导波的混叠位置可以对试件进行扫查,实现对局部微损伤的定位。(3)通过实验研究了两列超声导波在铝板中的混叠作用,并利用波束混叠对不同程度的热损伤进行检测评估。实验发现,两列满足混叠条件的超声导波在铝板中共线混叠能有效产生差频与和频二阶谐波,并且产生的混频二阶谐波具有随着传播距离增加而增加的积累效应。混频二阶谐波对应的非线性系数随着热损伤程度的增大而增加。