激光超声是一种新型的检测技术,其相比于传统的超声检测技术具有诸多优点,通过对激发光源的调制能够调整激发出超声波参数,最终实现对材料的无损检测。本文应用有限元仿真软件COMSOL对热弹效应下脉冲激光激发超声波的物理过程进行了建模。应用数值手段研究了激发出的超声波的激发特性以及传播特性,探究了线源激发出横波与缺陷的相互作用,并且建立一套基于线源横波的金属内部缺陷检测系统。本文主要的研究内容如下:1.建立了点源、线源两种激发源模型,在激发模型中找到了现实情况中对应的横波、纵波及表面波模式的超声波。分别研究了激发光源的峰值功率、光斑半径、激光上升时间等参数对激发超声波特性的影响。通过有限元法仿真研究了横波的传播方向性,验证了其在法线夹角30°方向附近能量最强的结论。并且得出了线源激发横波能量衰减小于点源激发横波的结论。2.研究了激光激发超声波横波反射与透射特性。通过反射仿真实验得到根据入射角不同,会出现不同的反射效果,反射波形会出现波形转换情况。透射仿真实验中,当缺陷尺寸达到超声波波长级别或更小时会有明显衍射现象,衍射现象会对检测精度产生负面影响。得出了减小激发超声波波长可提高缺陷检测能力的结论。3.建立了双探测器通过横波透射检测金属内部缺陷的实验模型。通过仿真实验的形式对内部存在圆形缺陷模型进行了扫描检测,对扫描路径上两探测点位置的峰值振幅进行记录,再通过数据处理计算得到的缺陷坐标信息。通过计算得到的缺陷位置与缺陷实际位置相吻合。该方法对金属内部缺陷的检测提供了理论依据。