碳纤维增强树脂基复合材料的优良特性有很多,如较高的比强度、比刚度,良好的热稳定性、抗疲劳性和耐腐蚀性,在航空航天等领域有广泛的应用。碳纤维树脂基复合材料结构在成型以及服役过程中,受到各种因素影响,会产生初始缺陷和损伤,若不及时发现和处理,将严重影响结构系统的整体性能。同时,越来越多的补片结构在各种产品上服役,其也容易发生损伤和在发生损伤之后结构的强度会有较大程度上的降低。本文主要研究含圆孔的复合材料补片修补结构对Lamb波传播的影响。首先:对Lamb波进行了相关理论介绍和分析,求解了铝板的频散方程,同时绘制铝板的频散曲线。对压电效应和逆压电效应的压电方程予以介绍,并分析了不同形状及极化方向的压电陶瓷换能器的振动特性。其次,利用通用有限元软件ANSYS编写APDL代码,建立了包含铝板、层合板补片、胶层和锆钛酸铅压电陶瓷换能器(PZT)的压电和逆压电效应的模型,实现在铝板结构中激励Lamb波和接收Lamb波响应信号,并以试验验证模型的正确性。对复合材料补片正面修补后的金属损伤结构进行了数值模拟研究,研究不同补片尺寸及形状修补2mm孔对Lamb波损伤检测的影响。由圆形、方形、菱形补片的仿真模拟结果显示,不同的形状对A0和S0波形包络的影响差异较大,不同尺寸的菱形补片也对A0和S0波形包络有较大差异。再者,基于图形化编译平台LABVIEW搭建半自动实验平台。实验分析了含有不同直径圆孔的铝板和复合材料板的Lamb波传播,分别得出了圆孔直径对直达模式波形包络的幅值影响。其中,复合材料板表面粘贴的压电换能器距离有120mm和180mm两种激励接收方案。最后,经过对比分析复合材料补片单、双面修补后的含10mm直径圆孔的铝板和复合材料板的Lamb波各模式波包,得出了背面补片修补和正面补片修补两种修补方式对Lamb波各模式波形包络影响的差异,给实际的Lamb波检测补片结构提供依据。