脉冲涡流无损检测技术因其所具有的宽频谱和获取信息丰富等优点已经成为了航空航天结构检测中的热点。然而,自然裂纹和人工缺陷之间存在着显著差异,目前国内对真实裂纹检测技术的研究较少。为了扩展脉冲涡流无损检测技术在实际裂纹领域的研究,本文将通过对裂纹生成和扩展问题及脉冲涡流检测系统中缺陷检测的数值建模仿真问题进行深入研究,为脉冲涡流检测技术检测自然裂纹提供理论基础。本论文的主要研究内容分为三个部分。(1)仿真和分析了铝合金材料裂纹的产生和扩展,研究了三点弯曲实验中人工缺陷宽度、深度及其所处位置和加载载荷对应力集中位置的影响,并以此为基础,利用扩展有限元方法深入研究和分析了铝合金材料裂纹的生成和扩展情况。(2)由于脉冲涡流无损检测系统中不同区域的网格划分对于计算结果精度的影响不同,本文提出含有缺陷的脉冲涡流检测系统的定量化建模方法,为文中的脉冲涡流检测系统的分网及仿真分析提供支持。(3)建立了脉冲涡流无损检测系统的有限元模型,并针对人工缺陷的检测提出了一种新的检测方案,得到了表面缺陷尺寸与检测信号特征值之间的关系,并通过实验确定了这种关系。通过上述研究得出如下结论:(1)缺陷距离试件中心线越远,其应力最大值越小;缺陷深度越深,其应力最大值越大;缺陷宽度与应力最大值无明显的关系;加载力的大小与应力最大值成线性关系。裂纹的分网过程中,只有结构化和对称性的分网才能获得正确的裂纹扩展位置和扩展路径。(2)缺陷尖端的网格尺寸对仿真结果影响较小,主要原因为霍尔传感器所在区域距离缺陷尖端较远,在建模过程中可不予考虑;在被检测体的缺陷深度小于集肤深度或者大于集肤深度的时候,均得到了基于被测缺陷尺寸的最优的分网尺寸。(3)在一定范围内,缺陷差分信号峰值与表面缺陷宽度均呈现线性关系,与缺陷的深度呈现二次函数关系,并且差分信号峰值曲线与缺陷尺寸之间存在着一定的关系曲线,这将为实现表面缺陷的定量评估提供重要依据。(4)实验得到了合适的提离高度,使得检测到的特征信号的拟合曲线精度较高。