薄板构件广泛应用于飞机的关键部位,其质量可靠性自然受到人们更多的关注。对于宏观缺陷,目前存在的常规无损检测方法已发展的较为成熟。而对于引起这些宏观缺陷的主要原因,如疲劳、蠕变、腐蚀等,目前尚无较为理想的方法对其过程进行监测与评价。近些年的研究表明,超声非线性效应与材料损伤程度之间存在密切的联系,非线性超声参量可以随着材料损伤程度的变化而发生明显地改变。对于薄板构件的检测,超声Lamb波是较为合适的一种方法。由于Lamb波频散和多模式特性的制约,使得关于Lamb波的非线性效应研究发展相对缓慢。不过近些年来,随着非线性Lamb波理论的提出以及Lamb波非线性效应的实验验证,已有相关学者开展了对材料损伤进行非线性Lamb波评价的研究工作。非线性Lamb波技术虽然得到了一定的发展,但对其研究仍处于起步阶段,非线性Lamb波技术中仍存在许多待完善以及待解决的问题。因此,进一步探索非线性Lamb波技术中的相关问题,对于其在材料损伤评价中的应用有重要意义。本文针对非线性Lamb波技术中存在的几个问题,进行了相关的研究、分析与讨论。研究的内容包括满足积累二次谐波产生条件的模式对的选择问题,以及将PVDF梳状换能器用于非线性Lamb波中进行基波与二次谐波信号的接收问题。最后对钛合金高周疲劳损伤的非线性Lamb波评价问题进行了相关研究。文章的主要研究内容和结论如下:（1）线性以及非线性Lamb波的发生与传播规律介绍。阐述了Rayleigh-Lamb频率方程的数值求解方法,以及积累二次谐波位移的一般表达式的获取方法。讨论了Lamb波积累二次谐波的产生条件以及群速度匹配条件在激发积累二次谐波过程中的作用。介绍了满足积累二次谐波产生条件的模式对种类。介绍了非线性Lamb波的实验测量技术。为后续研究奠定了理论与实验基础。（2）根据积累二次谐波声场的一般表达式,研究了相速度在近似匹配情况下,Lamb波二次谐波的位移振幅随传播距离变化情况。首次定义了积累二次谐波的“激发窗口”,将其作为模式对选择的依据,并实验验证了利用激发窗口进行模式对选择的有效性。结果表明,激发窗口大的模式对,其在实验中能够在更大的近似匹配范围内产生二次谐波。激发窗口的提出,为模式对的选择提供了重要的依据。（3）研究了利用激发效率进行模式对选择的方法。通过对现有激发效率法的分析发现,该方法缺少对相速度近似匹配情况的讨论,据此提出一种改进的激发效率法。计算了不同模式对的改进激发效率,并与激发窗口相结合考虑,综合讨论了Lamb波二次谐波的模式对选择方法。讨论的结果认为,模式对需要在激发效率与激发窗口方法的辅助下,根据具体的检测条件进行选取,这是由激发窗口与激发效率随模式对的变化形式不一致造成的。（4）设计制作了一种PVDF梳状换能器,并对其进行了实验验证。利用输出矢量和方法,研究了梳状换能器的频率特性,得到了其谐频特性。理论与数值计算结果表明,梳状换能器可以接收波长与其指条间距相等的Lamb波;除基波外,梳状换能器还可以接收频率为基波频率整数倍的Lamb波信号。实验制作了PVDF梳状换能器,并用其接收来自于固体板中的Lamb波信号。对接收信号中基频与二次谐频信号的分析与讨论结果表明,PVDF梳状换能器的接收信号中不但存在基频信号,同时存在二次谐频信号,且二次谐频信号具有距离积累的效应。由此证明梳状换能器可以接收到材料中的二次谐波信号,可以被用于非线性Lamb波检测中对二次谐波的的接收。（5）开展了对薄板常用材料——钛合金TC4的高周疲劳损伤评价研究。设计制作了两组高周疲劳试件,利用斜劈压电换能器法对试件的Lamb波相对非线性系数进行了测量。测量结果显示,相对非线性系数随加载应力的增加,而呈明显上升趋势。另外,相对非线性系数随疲劳寿命分数的增加,呈非单调变化的特点,且疲劳状态下的试件的相对非线性系数远远高于初始状态。实验还将PVDF梳状换能器用于疲劳试件相对非线性系数的测量中,得到了与斜劈压电换能器相同的结论。PVDF梳状换能器在疲劳损伤评价中的应用,为非线性Lamb波测量技术提供了新的思路,有利于未来将非线性Lamb波技术推广至弯曲表面构件的疲劳损伤评价。