超声相控阵探伤工艺设计软件可以模拟相控阵探伤过程,并将这一过程以可视化的方式展示给用户。使用工艺设计软件辅助探伤人员制定探伤工艺,可以有效地缩短探伤周期,降低探伤成本。本文在调研已有超声仿真软件的基础上,确定了工艺设计软件具备的五大功能,包括虚拟环境构建、三维场景显示、扫查区域确定、声场模拟与探伤成像仿真。论文重点研究了实现上述功能所需要的关键技术:三维建模、可视化、覆盖检测、声场计算与信号合成。为了实现具有复杂形状的多介质工件的建模,将构造实体几何算法修改为针对体素的操作。为了显示出工件内部信息,研究了多介质工件的半透明绘制方法。将声线跟踪法移植到体素描述中,结合相控阵基本扫查方式,实现了扫查区域的覆盖检测。通过研究声场计算理论,分别实现了相控阵探头辐射声场和缺陷散射声场的计算,并通过傅里叶变换得到观察点处的时域信号。根据接收聚焦原理实现A扫信号的合成,使用双线性插值合成B扫图像。在关键技术研究的基础上,设计开发了超声相控阵探伤工艺设计软件PASIM。该系统可以工作在覆盖检测、声束计算和仿真成像三种模式下。覆盖检测模式使用声线模型实现探伤区域的确定;声束计算模式可以动态显示超声在工件内的传播;仿真成像模式可以提供模拟的探伤结果。最后通过一个仿真成像案例,证明了该系统能够有效地模拟探伤过程。