在工程结构中，残余应力是导致应力腐蚀、裂纹萌生、缩短结构使用寿命及失效的主要原因之一。超声波检测技术由于具有对检测结构表面无损伤等特点，在应力检测领域有着很大的潜在应用价值。本文主要研究了表面波在不同粗糙度的拉伸试件表面传播特性。在实验研究过程中，发现了一个值得关注的现象：在所有拉伸试验条件不变的前提下（均在弹性范围内加载），再次进行声弹性试验时，声弹性曲线与第一次实验结果相差很大。通过有限元建模分析，在拉伸载荷的作用下，因粗糙度表面的局部应力集中而形成微塑形层，且与粗糙度的等级有密切关系。为进一步验证塑性变形对超声波速度的影响，分别对铝合金和Q235钢柱形试件进行了压缩实验，对产生不同塑性变形的试件进行横波和纵波测量，实验结果表明，超声横波和纵波在通过塑性变形区域时波速会下降，并且塑性变形比例越高波速下降越大。这也间接证明了瑞利波在通过塑形区时波速也会下降的事实。因此在表面应力测量时，要对待测表面进行处理，去除微属性变形导致的实验误差。