本文的主旨是发展建立有效的模型方法，来深入研究各向异性焊缝中的超声束传播行为，为使用先进的超声检测方法评价这类复杂媒质提供的有益指导。具体研究内容和取得的成果如下：　　将多高斯声束模型应用到双晶换能器检测系统，并结合基尔霍夫近似方法和分离变量方法获得的标准缺陷体远场散射模型，建立了适合于双晶换能器检测系统的超声测量模型，用于预测平底孔和横通孔反射体的回波响应，并与相应的实验测量结果进行了详细的对比分析，验证了理论模型方法的准确性。　　针对近轴近似多高斯声束模型难以准确计算离轴区域声场的问题，推导并提出了一个非近轴近似多高斯声束模型，用于计算相控阵换能器辐射的偏转聚焦声场，并与瑞利积分、近轴近似方法及远场近似方法计算结果进行了比较分析。进一步，基于非近轴近似声场模型，我们发展了一个完全的相控阵系统测量模型，用于预测相控线阵换能器接收到的横通孔缺陷回波信号，并与实验测量结果进行对比，以验证该测量模型的准确性。最后，利用超声测量模型这一有力工具，分析并揭示了线性相控阵系统的聚焦能力随着声束偏转角度变化的原因。　　应用多高斯声束模型研究了圆管奥氏体不锈钢堆焊结构中的声场分布特征，主要考虑了圆管表面曲率和各向异性堆焊层对入射超声波声束的聚焦/散焦、偏转传播等影响。在此基础上，建立了相应的超声测量模型用于预测各向异性堆焊层下的横通孔缺陷回波信号，并与实验测量结果进行了对比，验证了该理论模型的准确性。　　针对不均匀、各向异性镍基合金焊缝结构，利用声线模型研究了其中声束偏转、分离和曲线传播等复杂现象，并与实验结果进行了对比分析，两者吻合较好。之后，针对由声束偏转而带来的缺陷定位偏差问题，应用声线模型来定位焊缝中缺陷，相应的实验结果有效地验证了声线模型定位的准确性。进一步，研究了相控阵换能器在镍基合金焊缝中的聚焦行为，指出了聚焦声束在各向异性焊缝中的焦点偏移现象，并通过将声线模型与二分搜索法相结合来计算在指定位置聚焦的声线和相应传播时间，进而确定各向异性焊缝中合理的聚焦延迟法则。最后，通过线阵换能器对焊缝区横通孔反射体的聚焦实验来证明该聚焦法则的有效性。