以LFMCW（linear frequency modulated continuous wave）时间间隔测量原理为基础,针对lCR波（the CRitically refracted longitudinal wave）声弹性应力检测脉冲激发方式时存在的问题,提出了一种基于LFMCW方式激发lCR波的切向正应力检测系统,使用新的检测方法通过发射信号和接收信号形成的拍频信号来反映波的传播时间,用抛物线插值与最小二乘相结合的数字测频方法准确测量拍频频率。实验结果证明了该系统对lCR波传播声时检测的有效性。

Cymbal换能器端冒的弯曲振动产生较大切向应力，损失大量机械能，而径向开槽的Cymbal换能器可释放切向应力，提高能量转化效率，同时可降低谐振频率、提高轴向位移及自由场电压接收灵敏度。本文利用有限元方法和ANSYS软件，仿真计算了槽的位置、数目、宽度及深度对Cymbal换能器机电性能的影响，研制了开槽Cymbal换能器并进行了测试，测试结果与计算结果具有较好的一致性，故开槽的Cymbal换能器具有很好的研究价值和应用前景。

基于固体中声速与应力的关系以及临界折射纵波（critically refracted longitudinal wave，LCR）的产生机理，提出一种利用LCR波从表面检测物体内部切向应力的实施方法，并对测量系统的硬件结构和工作原理进行详细阐述。针对应力改变导致的LCR波传播时间的微量变化，系统采用基于逻辑门绝对传输时间原理工作的“时间-数字转换器”（time to digital converter，TDC）来满足高精度的时间间隔测量要求。在测量过程中采用“单端发射-双端接收”的布局模式进一步降低测量误差，以提高应力检测的精度。

本文给出预应力钢丝缠绕有限元分析的三维模型和轴截面平面应力模型两种模拟方法。以80MPa内压的50MN预应力钢丝缠绕液压缸为算例进行有限元模拟,将钢丝层简化为六层圆筒,分别施加预应力和边界条件,两种模型均能得到相同的计算结果。但轴截面平面应力模型计算效率更高,结果更容易收敛。在求解方法处理上,将各钢丝层预应力按一个载荷步施加;将每层钢丝载荷工况定义为一个载荷步文件,后一载荷步文件删除前一载荷步载荷,采用载荷步文件法求解,按工况组合的方法将这些载荷步计算的结果叠加在一起;以及采用多载荷步方法计算。三种方法得到了相同的结果。