本文采用有限元法研究了激光点源在铝板中激发超声波的物理过程,进而建立了激光线源激光声表面波的有限元模型,基于此研究了声表面波与表面缺陷和亚表面缺陷的作用过程。建立了轴对称的有限元模型,研究了激光激发产生的纵波、横波和表面波的传播速度随温度的变化,并得到纵波、横波、声表面波声速与温度的关系式。最后根据得到的关系式,反推出了高温下铝板的泊松比与弹性模量。基于平面应变理论,建立了激光线源激发表面波与表面缺口作用的有限元模型,分别研究了表面波与缺口前沿、缺口后沿的作用,讨论了缺陷宽度的存在对缺陷缺口与声表面波作用的影响,在此基础上,研究声表面波与表面缺口作用过程中的超声波散射和模态转换过程。结果表明:反射表面波后形成的振荡信号能定量表征不同温度下的表面缺口,其中缺口宽度和深度可以分别由振荡信号到达时间和时间差来表征。此外,随着温度升高,振荡信号的到达时间将被延迟,但是时间差将保持不变。采用了有限元法研究了激光激发的表面波与亚表面缺陷的作用,并提出了一种利用表面波定量计算亚表面缺陷宽度的方法。首先在亚表面缺陷的一侧产生表面波,然后在另一侧产生表面波,最后分别在两侧检测到来自在亚表面缺陷的入射和反射表面波。当亚表面缺陷处于一个表面波波长的作用范围内时,基于入射和反射表面波的到达时间可实现亚表面缺陷宽度的计算。采用有限元法模拟了激光在靠近表面缺口不同位置上激发的表面波,位移信号会随着激光激发的位置发生显著的变化,验证了移动扫描激光源技术(SLLS)检测表面微缺陷的优越性。然后在位移信号中选取出能定量表征缺陷深度的特征量(振荡信号),进一步分析了缺陷深度和宽度的变化对振荡信号到达时间差的影响,最后根据表面波与缺陷后沿作用的位移场,解释了振荡信号的来源。本文的研究为高温下金属材料表面缺陷的激光超声无损检测提供了理论依据,也为利用振荡信号的到达时间对其它类型表面缺陷的定量检测提供一定的参考价值。