本文将研究相控阵超声成像检测技术，运用超声传播与成像检测基础，分析结构中超声波传播机理，建模计算结构缺陷的超声A成像和相控阵超声B成像，提出相控阵超声换能器参数优化设计方法，研究成果对结构缺陷定量图像化超声诊断应用具有实际指导意义。本文主要研究内容包括以下几个方面： 　　(1)研究超声传播与成像检测基础。运用连续波声场和脉冲波声场理论，使用瑞利积分法、多元高斯声束法和空间脉冲冲激响应法可视化计算超声换能器辐射声场。应用固体材料传播基础理论，分析各向同性和各向异性结构超声波传播的相速度，群速度和慢度等，并分析超声A成像和相控阵超声B成像原理。 　　(2)研究超声波传播机理与超声A成像。运用多元高斯声束传播模型，数值模拟超声换能器发射出超声波在各向同性和各向异性结构中传播声场变化，分析20钢和3240玻璃纤维增强复合层压板超声传播机理，建立结构缺陷超声A成像检测数学模型，理论计算平底孔缺陷超声A成像。 　　(3)研究相控阵超声波传播机理与相控阵超声B成像。研究相控阵超声波偏转聚焦控制技术，数值模拟相控阵超声波聚焦声场变化，分析20钢相控阵超声波传播机理，建立结构缺陷相控阵超声 B 成像检测数学模型，理论计算结构缺陷相控阵超声B成像。 　　(4)研究提出相控阵超声换能器参数优化设计方法。在分析相控阵超声换能器声束指向性，该方法以最小主瓣宽度和最小旁瓣与主瓣比值作为优化函数，以消除旁瓣和有效检测区域作为约束条件，对相控阵超声换能器主要参数(阵元宽度和阵元间距)进行设计，寻求最优相控阵超声换能器参数组合。 　　(5) 1/20CS 标准试块和3240 玻璃纤维增强复合层压板平底孔超声 A成像检测试验，验证理论超声 A 成像建模及计算方法有效性。 1/20CS 标准试块平底孔缺陷相控阵超声B成像检测仿真试验，验证理论相控阵超声B成像建模及计算方法和相控阵超声换能器参数优化设计方法有效性。