兰姆（Lamb）波是一种在板状或层状结构中传播的弹性波，具有传播距离远、对损伤敏感等特点。因此，Lamb波技术被认作实现损伤快速检测的有效手段。然而，Lamb波在实际应用中仍存在诸多问题。一方面是，Lamb波的频散特征和多模特性使得信号处理及数据分析难度较大；另一方面，因外部环境导致的Lamb波传播行为改变会导致检测方案失效。
　　本文主要研究了在窄带激励作用下的Lamb波时域信号波包模型和信号参数估计方法，以解析的形式揭示了信号中波包特征与理论频散曲线、传播距离间的关系，并利用其关系研究了（准）各向同性板材的表面损伤定位问题。主要研究工作包括以下几个方面：
　　基于Lamb波的二阶频散理论，提出了时域信号的波包模型，为全文奠定理论基础。模型考虑两种情况：初始激励以单模态传播和由模态转换现象引起的双模态传播。在模型推导过程中，明确地给出了模型参数、传播距离、频散特征之间的解析关系。在时-频域内，通过实验信号或（和）数值模拟信号对模型进行了验证。
　　利用信号波包模型，将信号处理过程中的反卷积问题转化为参数估计问题。为解决参数估计问题，提出了一种基于期望-最大化（Expectation-maximization,简写EM）算法的Lamb波信号处理技术，用于对信号参数进行估计。通过合成信号，对该信号处理方法的收敛性、抗噪声能力以及参数估计结果可靠性进行了验证。同时，利用实验测量信号或（和）数值模拟信号，验证了单模态传播模型中各参数与传播距离、频散特征间的关系，并利用其关系提出了一种从信号中提取模态频散特征的方法。
　　采用提出的信号处理工具，对模态转换的波包模型进行了定量验证，并针对模态转换信号改进了椭圆定位法；在模型验证的基础上，对基于模态转换信号参数进行多损伤的可行性进行初步探讨。同时，通过实验方法进一步对波包模型以及多损伤定位方法进行了验证。
　　采用双面粘贴的压电晶片作为传感单元，根据前期验证结论提出了一种免基准线损伤定位方案：该方案基于稀疏阵列传感系统，并且无需提前获知被测结构的材料参数和几何参数。通过数值模拟方法对该方案的可行性进行了探讨，并在参数未知的准各向同性玻璃纤维增强环氧树脂板中进行了实验验证。