利用非线性导波检测早期损伤的潜在优势，在于其对微裂纹或以微结构变化的形式表现出来的材料性能退化的敏感性．而长距离传播能力使得振幅具有累积效应的非线性二阶谐纵向导波成为检测管道的理想方法．论文提出了在均匀各向同性的应力自由弹性固体管道中，产生轴对称二阶谐纵向导波的方案，该方案使用同频零阶纵向导波作为激励波．根据相速度匹配条件得到与此方案相对应的可能的谐导波生成点后，利用另一条件即非零功率流对生成点进行了数值验证，最终确定了在管道中产生二阶谐纵向导波的生成点．

介绍了超声导波技术用于电厂管道缺陷检测的发展现状，并用有限元程序Ansys对管道超声导波缺陷检测进行了数值模拟．在管道模型中，在管道外壁建立了具有一定倾斜角的斜楔及水耦层，模拟斜入射换能器的斜楔，在其斜面施加瞬时位移载荷，用以在管道中激励特定模态的导波．分析了在此模型下反射系数随缺陷轴向长度、周向长度和深度而变化的关系，模拟结果与实验结果吻合较好．

超声导波检测技术在许多制造和运行监测领域得到了迅速地发展。将探讨超声导波应用于电厂高温部件状态监测的可能。进一步了解超声导波检测的物理原理和波动力学可以有助于无损检测和评估的实际应用。与此同时，目前已经在工程中得到应用并可能很容易推广到电厂部件无损探伤的一些超声导波检测相关的传感器和软件技术在文中进行了简单地介绍。

以电厂管道中常用的T91钢为例,在线弹性力学基础上,研究了当材料物性受高温影响而发生变化时,内径-壁厚比（RIRT）为4的中空管道中1-4阶纵向和扭转模态导波的传播特性。详细分析了在由于高温而引起材料物性变化时,各模态导波的频散特性的变化关系。研究发现,随着频厚积的增加,温度改变引起的材料物性变化,对各模态导波传播特征的影响力增强;对于1-3阶纵向和扭转模态导波,弹性模量的变化对频散曲线有着主导作用。

模态转化是超声导波缺陷检测的重要表征之一，因而确定超声导波的模态在超声导波检测中有重要意义。采用数值模拟方法，得到利用窄带信号激励梳状换能器，在铝管中产生轴对称纵向导波时，铝管表面的面内位移和离面位移值。对采集到的位移信号分别使用时域法、二维傅里叶变换法以及矩阵束方法进行处理，从中提取存在的导波模态。由处理结果可知，三种方法均能判断导波模态，但其又具有各自的特点和局限性。

主蒸汽管道中弯头部分容易失效。通过在ANSYS中嵌入蠕变连续损伤模型，利用有限元方法和三点弯曲试验方法研究了初始椭圆度和不同壁厚比对管道弯头蠕变损伤寿命的影响。有限元计算结果表明，利用骨点应力评估具有初始椭圆度管道弯头的蠕变。寿命与有限元计算结果误差在3％以内。由有限元计算结果可得到内压弯管骨点的解析式，进而得到一种简便的考虑初始椭圆度的主蒸汽内压弯管的寿命评估方法。

介绍一种改进型的空气泵：盖瑟泵（geyser pump）。由于盖瑟泵容易在垂直管路中形成弹状流因而能够克服传统空气泵的吸力低、扬程短等不足之处。利用有限元分析软件（ANSYS FLUENT12.0）对盖瑟泵中的两相流进行分析模拟出Taylor气泡的产生过程并且通过与传统空气泵在压强与速度方面的对比表明盖瑟泵性能优于空气泵。有限元分析的结果为盖瑟泵的性能的可靠性提供了一定的理论依据。