工业领域中存在大量相互接触的金属柱状部件,为减少生产过程中设备的损害,保证金属部件安全稳定的工作,检测其接触区域关键力学指标对其安全生产具有重要意义。目前检测接触应力有X射线衍射法、基于磁弹效应测应力、超声回波法等,X射线衍射法存在穿透深度较小,单点测试时间过久等弊端;基于磁弹效应测应力法产生的磁滞现象会导致磁力永久性滞留在敏感部件中,对铁磁部件直接产生不良影响。超声回波法利用超声波在铁磁部件中传播特性,将携带特征信息的超声回波用于接触应力的表征,具有精度高、检测距离长,对待测金属部件无损伤等优点。论文利用超声导波表征技术实现对相互接触的金属部件进行接触应力和加载力的测量。论文对波导杆接触过程和超声导波传播特性进行了分析;借助有限元软件进行了仿真验证,接触应力仿真结果与解析值对比误差均在3%以内,超声导波仿真模型与实测值对比误差均在1%以内,从数值仿真角度验证了通过超声回波信息表征波导杆接触区域力学特性的可行性;研制了包含信号激励源发射/回收电路、超声回波信号采集电路、压控增益可调电路、数模与模数转换电路的实验系统平台。论文设置四组波导杆与圆柱部件轴线夹角（90°、60°、45°、30°）模型,利用研制的系统平台进行了实验,通过采集超声回波信号并进行渡越时间算法处理,获取波导杆前端参考节距中超声导波传输时差增量,并依据超声导波传输时差增量完成了加载力及接触应力的标定。实验表明40N-100N区间内,在不同夹角下传输时差增量与加载力变化曲线具有较好的区分度,并且实测值与函数解析值相符;实验表明可以通过传输时差增量来表征接触区域加载力与接触应力。论文研究表明,加载力和轴线夹角为改变接触区域力学指标的两个主要因素,二者共同影响超声参量与接触应力值,因此可以通过超声参量对接触区域力学特性进行表征。