金属结构裂纹损伤隐蔽性强危害大,裂纹的定量化检测技术是当前结构健康监测研究热点之一。现有的基于压电阵列的导波结构健康监测往往忽略裂纹方向信息,无法对裂纹损伤做出有效评估。本文深入分析裂纹对Lamb波监测信号传播产生的影响,引入环形压电阵列及主动Lamb波RAPID成像技术对裂纹损伤的定量监测技术进行研究。通过提出的十字交叉扫描方法弥补传统RAPID成像技术对于裂纹的局限性。本文从下列4个方面进行研究及实验。（1）简述结构健康监测（SHM）技术的研究背景、研究内容及国内外现状,着重讲解基于Lamb波无损监测的相关技术和成像方法。（2）简述Lamb波的基本原理,分析Lamb波的频散特性及激励过程以及参数设定。讲述概率损伤重构算法（RAPID）的原理。（3）通过有限元分析软件进行建模、参数设定、仿真计算,分析通孔损伤和裂纹损伤对响应信号直达波的作用机理。通过仿真实验发现裂纹损伤在RAPID算法成像中的相关局限性。（4）根据裂纹损伤对正交监测路径下的响应信号变化差异性,提出十字交叉扫描方法判定裂纹方向,进而对平行或近似平行裂纹的监测路径的损伤差异性系数（signal difference coefficient,SDC）值进行校正,强化裂纹方向的重构信息,进而实现裂纹损伤的图像重构和定量化评估。（5）通过改进PZT布置阵列,分析多裂纹之间的相互影响。对于特殊位置的多裂纹,十字交叉扫描方法就会失效。通过分扇区确定单个裂纹区域,利用三点定位出单个裂纹的方向,并对同时经过多个裂纹的损伤路径SDC值校正,从而避免监测路径同时经过多个损伤区域导致的相互影响。进而对结构件上不同位置的多裂纹损伤进行监测和评估。实验结果表明,研究提出的十字交叉扫描方法以及改进RAPID成像方法较好地识别裂纹及多裂纹方向,也能够定量显示裂纹长度,具有广泛的研究前景。