金属材料在使用过程中会发生性能退化,产生位错、蠕变、微裂纹等微观损伤,损伤进一步加剧,会发生断裂,影响工业生产且存在重大安全隐患。因此,有必要对材料早期阶段发生的材料非线性损伤进行检测。本文研究兰姆波在含微损伤铝板中的非线性特征,分析Lamb波在铝板中传播原理并进行有限元模拟仿真。分析振动形态对水平方向和垂直方向的谐波幅值、非线性系数的影响,分析局部加强损伤对谐波幅值、非线性系数的影响,为工程应用提供参考。最后研究混频S₀模态兰姆波在铝板中的非线性特征。本文首先研究Lamb波在金属材料板中传播理论方程,求得频散方程,绘制频散曲线;解释金属材料非线性损伤理论,非线性Lamb波的二次谐波、差频与和频的产生,分析低频S₀模态Lamb波在近似相速度匹配条件下的累积效应;理论分析用于损伤评价的非线性系数。分析Lamb波振动形态,并绘制S₀模态Lamb波振动位移曲线,分析Lamb波振动形态对谐波及非线性系数的影响。在理论研究的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS建立Lamb波在铝板中传播的二维模型,用ABAQUS用户子程序为铝板模型引入三阶弹性常数作为均匀非线性损伤。在铝板模型中局部位置改变三阶弹性常数引入局部加强损伤,分析局部加强损伤对Lamb波二次谐波和非线性系数随Lamb波传播距离的变化曲线的影响,分析了不同位置的局部损伤导致曲线第一个最大值点产生不同的偏移。分析了两个或多个加强局部损伤在一定距离范围内时,会产生干涉相消效应,损伤之间的不同距离会导致二次谐波造成不同程度的减弱。用有限元仿真混频S₀模态兰姆波在铝板中的非线性特征,绘制差频、和频、二次谐波的幅值-距离曲线,对比水平方向、垂直方向的差频、和频以及二次谐波的幅值累积距离和谐波最大值。