在工业生产中,由于金属圆柱在恶劣的工作条件下工作,很容易引起腐蚀,出现疲劳破坏进而引起严重事故。目前大多数对损伤状态评估的技术都是比较落后的,且圆柱本身的几何特征使得缺陷检测难度更高,从而成为无损检测领域的一个难题。本文采用有限元方法分别建立铝材圆柱无损、表面缺陷以及内部缺陷的数值模型,首先对声表面波传播过程以及声表面波与表面缺陷的相互作用进行模拟,之后对不同深度的表面缺陷模型进行模拟,最后,用试验的方式对模拟结果进行了验证。结果表明:1.声表面波沿圆周每传播一周后其相位会发生翻转,并且缺陷产生的表面反射波有同样的相移变化现象;2.缺陷深度变化使得P波峰在接收时间上发生延迟,推测了P波峰传播路径并提出相应公式进行证明,计算结果与模拟结果吻合度较高;3.实验所得A扫数据进行线性拟合,计算结果误差百分比都控制在6.4%以内;并进行了频谱分析,实验结果与仿真结果中有相似的下降趋势;对于内部缺陷,通过数值模拟分析了铝材圆柱中横波的传播特性,分别建立了不同半径圆孔缺陷、不同位置矩形缺陷以及不同长度矩形缺陷的数值模型,探究了圆孔缺陷半径、矩形缺陷偏移距离以及矩形缺陷长度变化对横波传播的影响;结果表明:1.在不同时刻,横波主要能量由15°-36°范围变为20°-35°范围,能量峰值位于28°附近,根据此结果提出了近似正三角形的传播路径并通过公式进行验证;2.当矩形缺陷进入到横波主要能量范围时,横波对于缺陷位置的变化较为敏感,并使用拟合公式对缺陷偏移距离进行定量估算,所得结果误差百分比都控制在3.5%以内;3.随着矩形缺陷长度增加,透射波ST能量与震荡均减弱并且接收角度减小,呈现出近似线性的能量分布,提出了相应的传播路径和长度计算公式,计算结果得到的误差百分比控制在6.5%以内。