题目：金属结构表面裂纹激光超声检测技术研究

裂纹缺陷直接破坏金属的连续性，而且多数裂纹尾端很尖锐，易引起应力集中，使结构在低应力条件下提前破坏，造成事故。针对金属结构表面裂纹缺陷开展非接触式激光超声检测技术研究，促进金属结构表面裂纹缺陷的现场快速检测，可以有效提高我国航空航天等关键设备的快速制造和安全保障能力。因此，关于金属结构表面裂纹激光超声检测技术的研究具有重要的应用价值与前景。

首先介绍了金属结构表面裂纹激光超声检测技术的发展现状，阐述了相关的基础理论；然后，通过有限元仿真分析的方法开展金属结构表面裂纹激光超声检测数值模拟研究，分析了激光声表面波的基本声学性质及对金属结构表面裂纹缺陷的表征方法；随后，建立了一套非接触式激光超声检测系统，分别从硬件和软件两方面介绍了系统原理、组成及设计思想。最后，参照有限元仿真分析的结果结论，通过建立的非接触式激光超声检测系统开展金属结构表面裂纹激光超声检测实验，研究了脉冲激光在金属结构表面激发表面波的机理及参量控制，激光声表面波A波信号及B扫描、C扫描图像对金属结构表面裂纹缺陷的识别表征能力，从而对有限元仿真分析结果进行了验证，并对激光超声检测技术应用于金属结构表面裂纹缺陷的现场检测进行了探索和讨论。

基于以上研究结果，可以验证非接触式激光超声检测技术能够实现金属结构表面裂纹的无损检测，实验获得的A波信号及B扫描和C扫描图像均能够对铝板试样表面的裂纹缺陷进行良好的表征。该成果对于激光声表面波技术应用于航空航天等关键制造领域金属结构表面裂纹缺陷的现场检测具有一定的参考价值。