近年来,随着我国经济的快速发展,大型基础设施的不断兴建,对钢材料的需求量也不断增加。这些钢材料的健康对各类结构安全有着至关重要的作用。超声导波检测手段是无损检测领域中新近发展的课题。当前对缺陷的监测大多采用纵向模态导波。本文基于这一研究现状,为了提高缺陷监测的精度,更好地对缺陷进行损伤评价判断,提出采用扭转模态导波监测方法。结合ABAQUS有限元软件建模数值分析,分别选取钢筋、钢管、钢绞线三类实际中常使用的钢材料作为研究对象,分析研究扭转模态导波在各类不同缺陷工况下的监测效果。主要进行了以下几部分研究工作:论文第二章通过对导波的振动示意图、频散曲线及波形结构图的研究得知扭转导波T（0,1）为非频散的对称模态,对缺陷定位有着误差更小、精度更大的优点;只发生周向位移,且位移最大处发生在表面,对于介质表面缺陷监测更敏感。论文第三章以钢筋为研究对象,建立钢筋内外表面不同深度、不同长度等缺陷模型及模拟钢筋表面均匀腐蚀的情况。研究表明:与传统的纵波监测方法相比,扭转波对缺陷深度监测更加敏感。在钢筋均匀腐蚀的工况中,扭转导波较纵向导波在对于微小缺陷监测更为敏感,并对缺陷位置定位分析更加准确。论文第四章以钢管为研究对象,着重分析了扭转导波对管道表面凹槽缺陷的周向定位情况。研究表明:缺陷不论位于管道的内外或者管壁内部位置,其数值模拟监测的缺陷周向定位雷达图像均呈现“T”字型,且缺陷位于“T”字型的正上方,可对管道的周向缺陷进行定位分析。将扭转波与纵波对缺陷周向定位进行对比分析,证明无论是从周向定位雷达图所呈现出来的结果图形,还是缺陷的回波幅值大小,采用扭转导波的监测方法较纵波方法来说,都能更好地对缺陷的周向位置进行定位,表现出扭转导波在缺陷监测中的优越性。论文第五章以钢绞线为研究对象,分析了钢绞线在有无施加轴向拉应力的情况下扭转导波对其的监测效果。结果表明:当无施加预应力时,导波能量仅在激励钢丝中传播,而不会外泄到其余钢丝中去。而当钢绞线在轴向拉应力作用下时（本章最大拉应力为1200MPa）,导波传递出现耦合现象,即超声导波能量会从激励钢丝中不断地转移到其余钢丝中去,最终导致所有钢丝均出现相同的位移响应。利用耦合效应,若钢绞线的某根钢丝出现损伤,可以不必对每根钢丝都施加导波,仅需对其中某一根钢丝进行激励,采集任一钢丝上的位移响应都可得到相应的损伤信息,减少监测所用时间。论文第六章对本论文所做的主要研究内容成果进行了概括总结,对当前研究存在问题与接下来要进行的研究内容进行了探讨。