复合材料因为其具有比强度高、比刚度大和重量轻等优点已经逐渐被广泛应用于航空航天等产业。但是在制造与服役过程中,复合材料不可避免的会受到损伤。而低速冲击造成的不可见的内部微损伤是复合材料的常见损伤形式,这将影响其使用可靠性与寿命,甚至会导致整体结构的突然失效而造成灾难性的后果。为了保证复合材料的使用安全,有必要对其内部微损伤进行检测。相较于传统超声检测技术,由于具有检测范围广,微损伤识别和性价比高等优点,非线性超声导波技术已经成为了检测复合材料损伤的有效方法之一。本文以1 mm厚碳纤维复合材料(CFRP)为研究对象,探究多种非线性超声导波技术对不同程度的冲击损伤进行检测。首先利用Lamb波二阶谐波法对复合材料进行检测,在频散曲线中确定满足相匹配条件的激励模态进行实验,提取相关频域信息分析数据,实验结果表明:Lamb波相关非线性参数随冲击损伤程度增加而增加,相较于完整试件,15J损伤试件相关非线性参数增加200%。随后用Lamb波相反转方法对损伤检测,该方法抵消基频幅值且增大二阶谐波幅值,有效提高了信噪比,实验结果与仅用二阶谐波法检测具有一致性。为了避免实验设备中非线性的干扰,提出了基于Lamb波共线混叠的非线性超声检测技术,根据同步性条件确定激励模态,搭建检测系统,通过时间延迟将不同激励频率的Lamb波模态同向混叠对复合材料进行检测,提取基频波与和频边带和差频边带的频域幅值计算相关非线性参数,结果显示随着冲击能量的增加相关非线性参数也增加。同时设置不同激励频率优化该方法激励模态。最后,本文研究了基于SPC(Sideband Peak Count)边带阂值法的非线性Lamb波检测技术,提出了该技术表征材料非线性的方式,以此确定针对该复合材料试件的最优检测频率并对冲击损伤试件进行检测。结果发现,当阈值线为最大值1-10%时,基频为1.95 MHz和2.25 MHz的峰值数最多;利用该基频组合检测复合材料损伤时,随着损伤程度增加边带峰值数量也呈递增趋势。