复合材料结构在成型和服役过程中,受多种因素影响,会产生各种缺陷和损伤,如不及时发现和处理,将严重影响结构性能。超声Lamb波无损检测技术具有对损伤敏感、传播距离远、衰减小等优点,是目前复合材料结构健康监测的主要方法。但同时复合材料损伤扩展速度快、危害性大、监测困难,而复合材料相较于金属材料的各向异性特性、Lamb波传播过程中的多模态性和弥散特性也使得检测过程和结果更为复杂。本文在研究Lamb波传播原理的基础上,与概率损伤重构算法(RAPID)相结合,采用有效信号法和时间反转法分别对复合材料结构裂纹和圆孔损伤进行了研究,并对损伤大小、位置和形状进行检测和评估。研究内容如下:首先,对超声Lamb波传播理论和频散特性进行了分析,为了减小Lamb波传播过程中边界反射信号对测量信号的影响,通过添加阻尼递增的吸收层改善复合材料结构中传播的超声Lamb波边界反射波吸收效果;并针对吸收边界长度、阻尼系数最大值、幂指数等参数对吸收效果影响进行了研究,得到吸收边界参数的最优值。在此基础上建立了复合材料损伤检测模型,探究了吸收边界在复合材料损伤检测中的应用。其次,根据Lamb波在复合材料中的频散曲线分析了Lamb波传播机理,针对复合材料结构裂纹损伤,采用有效信号法提取出损伤信号有效长度并通过对比损伤前后信号相关性得到损伤系数(DI),利用RAPID算法得到大致损伤区域;采用十字法对损伤区域进行扫描,判断裂纹方向,校正裂纹方向DI值后二次损伤成像,得到裂纹损伤重构图像。确定裂纹方向后,根据接收端圆心角与DI值的关系,几何作图评估裂纹长度。分别采用有限元仿真和实验方法对此种复合材料裂纹损伤检测伤方法进行验证,结果表明,该方法能够较准确识别裂纹损伤。最后,针对复合材料结构圆孔损伤,利用超声Lamb波时间反转法对其进行监测。通过重构反转的聚集信号与激励信号关系得到损伤系数DI,利用RAPID算法得到损伤的可视化图像。为了准确评估损伤大小、形状和位置等信息,验证了形状因子β值计算方法在复合材料损伤检测成像中的有效性,并根据损伤位置、大小和传感器距离等参数提出一种能够更准确地获取各传感路径形状因子β值的计算方法。实验结果表明,该方法相较于传统成像方法,能够更准确地对复合材料结构圆孔损伤大小、位置、形状等信息进行检测和评估。