水下目标的声散射特性研究是主动声呐探测识别目标的基础工作,是水声学领域中重要的研究内容。根据目标散射的几何衍射理论,弹性散射波是弹性体表面传播的弹性波的漏波。对于合置声纳系统,接收的目标弹性散射波只能是弹性目标中某一个模态弹性波的漏波,而对于分置声纳系统,不同接收点接收的目标弹性散射波可以是弹性目标不同模态弹性波的漏波;因而,弹性体中不同模态弹性波的传播、反射及其模态间的转换决定了分置声纳系统接收到的目标弹性散射信号特征。本文主要对置于真空或水下的弹性平板中传播的弹性波在板的端面处发生的模态转换问题、水下弹性柱壳的弹性散射问题以及黏弹性材料参数的测量方法等方面做了研究。推导了真空和水下弹性板的兰姆波频散方程,求解了相应的相速度、衰减系数和群速度频散曲线;推导得到了真空或水下弹性板中传播的反对称模态兰姆波在板端反射并发生模态转换时反射的各模态兰姆波间能量比的解析解。进行了水下钢板散射波测量实验,发现了以某一反对称模态兰姆波临界角入射到弹性板时仅会激励该模态兰姆波在板中传播,板中的其它模态反对称兰姆波是该称模态反对称兰姆波在板端面处反射时产生的;另外,兰姆波在板端面反射时,对称模态和反对称模态兰姆波之间不会发生模态转换;并结合水下弹性板中各模态兰姆波的辐射效率,验证了板端面反射兰姆波各模态间能量比的解析解。为了深入研究兰姆波在板端反射并发生模态转换问题,推导得到了真空或水下弹性板中传播的反对称模态兰姆波在倾斜端面反射并发生模态转换时反射的各模态兰姆波间能量比的解析解。进行了水下倾斜端面钢板的散射波测量实验,水中入射声波分别以A0模态和A1模态兰姆波临界角入射,测量弹性板的散射波强度,结合各模态兰姆波在水下的辐射效率分析,证实了某一反对称模态兰姆波传播到倾斜端面弹性板端并发生模态转换时各反射兰姆波模态间能量比的解析解。研究水下弹性柱壳的弹性散射波传播规律。推导了水下弹性柱壳中类兰姆波的频散方程,求解了相应的相速度、衰减系数和群速度频散曲线,计算了水下弹性柱壳中类兰姆波受激励产生时在柱壳表面的传播路径和角度关系,在收发合置系统下进一步计算了类兰姆波漏波落后于棱角波的时延。进行了水下弹性柱壳的收发合置回波测量实验,声波在多个频率厚度积下以不同入射角入射到弹性柱壳表面,结合类兰姆波在水中的辐射效率对实验结果进行了分析,证实了类兰姆波漏波的激励条件,并验证了类兰姆波漏波落后于棱角波的时延。推导了水下由黏弹性材料和弹性板构成的复合弹性板中兰姆波的频散方程,在黏弹性材料杨氏模量、泊松比确定的条件下,通过此方程可得到水下复合板中兰姆波传播的相速度、衰减系数和群速度。在此基础上,为了在水下环境中测量黏弹性材料的参数,提出了一种基于复合弹性板声反射测量获得黏弹性材料复杨氏模量和泊松比的方法。通过实验测量水下覆盖黏弹性材料弹性板的回波,得到复合弹性板至少两个频率厚度积下前两模态兰姆波的相速度和衰减系数,将实验获得的相速度和衰减系数代入到推导出的水下复合弹性板兰姆波频散方程中,计算得到黏弹性材料的材料参数。对此测量方法进行了实验验证,证明了所推导的复合弹性板中兰姆波频散方程无误,提出的测量方法可行。