为了研究超声波传播过程中与固体中缺陷的相互作用机理，本文利用有限元模拟仿真法和动态光弹法进行了深入研究。一方面，通过有限元仿真法模拟超声波在固体中的传播特性。首先，以超声波在介质中的传播速度为参考量，分析、验证ANSYS软件对超声波在固体中的传播特性仿真的可行性；其次，利用ANSYS软件对圆孔、裂纹等典型缺陷模型进行超声波传播的有限元仿真，分析这两种缺陷与超声波的相互作用机理。另一方面，基于静态光弹原理和频闪成像原理，设计研制动态光弹性观测装置，对超声波在固体中的传播特性进行实验研究。该动态光弹观测装置主要由光弹模块和频闪控制模块组成。光弹模块将应力的大小以光强弱的形式表现出来，具体表现为明暗条纹。频闪控制模块则主要弥补静态光弹原理的不足，实现声光同步延时控制功能。根据频闪成像原理的时序要求，利用Verilog硬件描述语言控制FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)平台，实现对实验装置的控制，再经过放大电路后驱动频闪LED光源，成功实现了超声波可视化的设计要求。