销轴连接是工程结构中梁柱、支撑、支座以及拉索等节点的常用连接方式,随着大跨度结构等重大工程的大量兴建,销轴连接被越来越多地广泛应用。销轴连接节点是结构传递内力的重要部位,它的过度承载或损坏将直接影响到整体结构的安全性,因此确定连接节点的内力状态至关重要。本文针对传统线性超声方法对销轴连接界面状态的微小改变不敏感的问题,提出了基于非线性超声理论的销轴内力监测方法,并进行了相关的理论和试验研究。本文的主要内容及结论如下:（1）依据压电传感器的特性以及销轴连接的受力特征,提出了基于压电波动法的销轴内力监测方法。该方法分别在销轴连接的销轴和耳板表面粘贴压电陶瓷片,一个作为驱动器发射超声波信号,另一个作为传感器接收通过销轴连接接触界面的超声波信号,通过分析接收信号的特征来识别销轴连接的内力。基于线性超声理论分析了超声透射波线性特征与销轴连接界面压力之间的关系。最后,开展了销轴连接内力监测的试验研究,结果表明该方法能识别出一定荷载范围内的销轴内力,但在试验的荷载工况较大时,该方法无法准确识别出销轴内力的变化。（2）鉴于线性超声方法对销轴连接界面接触状态的微小改变不敏感的问题,提出基于非线性超声理论的销轴内力监测方法。基于非线性超声理论和粗糙表面的接触刚度模型建立了非线性特征参数与界面压力的关系,并通过数值模拟比较了线性和非线性特征参数对界面压力变化的敏感性。结果表明,与线性特征参数相比,非线性特征参数对界面状态的微小改变更加敏感。（3）基于以上理论的分析,开展了利用非线性特征参数识别销轴连接内力的试验研究。在不同的荷载工况下,对接收信号进行了时频域的分析,验证了非线性超声理论的正确性。比较了利用线性和非线性特征参数识别销轴连接内力的试验结果,结果表明,线性特征参数无法识别出销轴连接状态的微小改变,而基于二次谐波的非线性特征参数能有效识别全部试验荷载工况下销轴连接状态的改变。