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提出了一种非线性Rayleigh表面波检测方法来实现金属表面疲劳损伤的检测。搭建了非线性Rayleigh波检测平台,进行了金属材料表面疲劳损伤的检测,测量不同拉伸载荷周期数目下非线性系数的变化,结合金属材料表面微观形态,建立了非线性系数-材料微观结构-宏观力学性能之间的联系。试验结果表明,非线性Rayleigh波检测方法可用于金属表面疲劳损伤的检测,具有一定的应用价值。