由于典型结构杆在复杂的服役环境中受到设计载荷的作用以及各种突发性外在因素的影响而面临杆中缺陷损伤程度的积累。随着时间的推移，有的会发生严重的损伤，甚至导致断裂，由此会产生灾难性的后果。因此，如何使用简单而快捷的方法准确地识别杆中缺陷的位置、形状，一直是无损检测的任务。本课题提出用改进的Born近似、Kirchhoff近似方法，从理论、实验和数值模拟三方面对柱状杆结构中的缺陷进行研究，包括缺陷的位置、个数、形状和大小等。探索波在不同介质柱状杆结构中的传播特性，导出柱状杆结构中不同缺陷形状重构的理论公式，进而用实验和数值模拟两种手段对缺陷形状进行重构，对解决结构中的缺陷识别问题，揭示超声波在柱状杆中遇到缺陷时的传播规律有重要意义。最终通过理论研究为定量无损检测提供理论依据，通过数值模拟和实验研究为定量无损检测应用于工程实际奠定基础。