金属薄板无论在日常生活中，还是在航空航天、电力行业、船舶汽车等工业领域中都被广泛使用，但是其在生产和使用的过程中，往往会存在细微裂纹或者其他类型的表面缺陷，长期使用会使得这些缺陷进一步扩大，若不能及时进行检测，则会对仪器设备、人员生命安全造成威胁。应用超声波对金属薄板进行缺陷检测一直以来都是无损检测领域研究的热点，同时也是一个难点。超声Lamb波是超声波的一种导波形式，与传统超声波相比，具有大面积传播、传播距离远、对缺陷敏感、衰减速度慢等特点，而激光超声技术由于其非接触式激励、频带宽、不受环境影响等特点，常将其与超声Lamb波相结合，应用于金属材料表面缺陷的检测。因此，本文采用激光超声Lamb波检测技术，利用激光超声波可视化检测仪对金属材料铝板表面缺陷进行检测，从而完成不同尺寸的表面缺陷定量表征。
　　首先，本文介绍了超声Lamb波在金属材料铝板中的传播特性，研究了金属材料铝板中的热弹性力学理论和热弹性耦合理论，求解出金属材料铝板的超声Lamb波频散方程，从而绘制出铝板中超声Lamb波的相速度和群速度频散曲线。
　　其次，利用ABAQUS有限元数值仿真软件建立铝板模型，模拟出超声Lamb波在铝板中的传播速度云图，直观地看出超声Lamb波在铝板中的传播过程，同时根据完好铝板和含有缺陷铝板中网格单元节点的位移信号图相互对比，更加清晰地了解二者区别，更好地判断出缺陷回波时刻，从而完成缺陷识别与定位分析。
　　最后，利用激光超声波可视化检测仪，对不同大小、不同深度的铝板表面缺陷进行实验检测，从而完成缺陷的位置、大小和深度的定量表征。通过超声波动态传播图实现了超声波传播过程的可视化，根据超声波最大振幅图直观看出缺陷大小，利用LUVI软件测量出缺陷大小，误差在5%以内，并通过理论分析和缺陷回波时刻进行缺陷定位，误差在4%以内；基于超声Lamb波B扫图，确定不同模态Lamb波的群速度，利用群速度与缺陷深度之间关系，反推出缺陷深度，对于缺陷深度较小时误差较大，最大为8%，而当深度较大时，误差在4%以内。
　　本文研究为铝板表面缺陷的定量表征方法提供了理论和实验依据，结果表明激光超声Lamb波应用于金属材料铝板表面缺陷检测，是可行的，误差在允许范围内，且验证了利用Lamb波群速度反推出缺陷深度方法的有效性。