近年来,随着超声检测技术的发展以及计算机技术的广泛应用,超声无损检测过程的模拟和仿真成为超声检测领域的研究热点。基于超声检测系统模型,模拟超声探头辐射声场,探索准确的缺陷识别与定位定量方法对于实际的超声检测过程具有重要的指导意义。本文分析了超声波在介质中的传播规律,描述了多元高斯声束模型。由于该模型可以用简洁的解析表达式来描述探头的声场分布,因此具有较高的计算效率。基于多元高斯声束叠加模型分别对圆型活塞探头、矩形活塞探头和椭圆形活塞探头的辐射声场进行了模拟仿真,实现了检测声场的可视化;针对常见的圆形活塞探头,利用模拟的方法分析了发射频率和尺寸大小对探头辐射声场及指向性的影响规律,由于是利用图形对声场进行分析,避开了繁琐的解析计算过程,因此有利于人们形象直观的理解声场。为了验证该模型的准确性,本文将多元高斯声束叠加模型与瑞利积分声场模型进行了对比,结果表明,在近半场区以外的声场区,高斯声场与瑞利声场非常接近,所以完全可以利用多元高斯声束叠加模型来分析不同探头的超声检测声场。在多元高斯声束叠加模型和Kirchhoff近似理论的基础上,建立了平底孔测量模型,在验证了该模型的有效性后,将其应用于缺陷的当量值评定过程中:针对接触式检测,利用平底孔测量模型绘制了特定探头的实用AVG曲线,通过与传统方法绘制的AVG曲线及实测数据进行对比,说明了新方法的准确性及实用性;针对水浸式检测,绘制了工件前表面反射曲线和平底孔与前表面波高差值曲线,给出了在实际检测过程中利用这两条曲线确定缺陷当量值的方法。