本文基于激光超声热弹激发机制，采用有限元方法，建立了用于探究脉冲激光在金属铝质管（柱）状材料中激发超声的有限元模型，进而对铝质管（柱）状材料中超声波的激发过程进行了一系列的有限元模拟，主要探究了头波的产生机制、传播路径及规律，分析了均匀管道中管壁厚度对超声信号成分的选择，研究了非均匀管道中不同位置处管壁厚度对超声信号的影响。在对头波的产生机制和传播路径进行分析的过程中，应用有限元方法，建立了逐步空心化的模型，进行了一系列脉冲激光在圆柱侧面激发超声波的有限元模拟，模拟结果表明：头波在柱体内部一定角度范围（临界角）内产生，并以略大于瑞利波的速度沿直线传播，在传播过程中逐渐远离瑞利波，并向纵波逼近；在界面处，一部分头波渗透出来沿周向传播，并迅速衰减，另一部分则发生反射，沿直线传播至界面处渗出，没有发生明显的衰减。在探究管壁厚度对超声信号的产生与探测的影响时，建立了一种均匀管道模型和三种理想化的偏心管道模型，分别探究均匀管壁厚度变化和激发源处、接收端处及传播路径上等畸变管壁厚度的变化对超声信号产生的影响，模拟结果表明：管壁厚度在一定程度上决定了所产生的超声信号的成分，并且在一定范围内超声信号也会随着管壁厚度的变化而变化；激发源处及其附近一定范围内管壁厚度对超声信号成分的影响比较显著，能在某种程度上决定所产生的超声的频率、幅度等特征；当接收端处管壁厚度较薄时，无法探测到可分辨的瑞利波信号；传播路径上管壁厚度变小到一定程度后，高频成分会出现明显的衰减，但随着厚度的增大又会在一定程度内恢复。本文的相关研究成果对头波在无损评价领域内的应用提供了有益的补充，为激光超声在柱状、管状材料的无损检测中的进一步应用提供了一定的科学支持。