机械设备和工程结构的在役元件经常会承受循环载荷作用,发展材料和结构早期性能退化的监测和预报手段对机械设备的使用十分重要。　　 材料宏观力学性能老化、拉伸性能退化、疲劳、蠕变损伤以及粘结界面等与材料组织结构存在内在的联系。本文针对金属材料疲劳早期力学性能退化进行研究,重点在宏观可见微裂纹产生之前材料性能退化的阶段。构建了宏观力学性能退化—微观形貌变化的联系,为设备或结构的使用和维护提供相应的理论依据。主要工作如下:　　 1.结合非线性超声检测的理论基础,搭建试验平台。进行系统稳定性影响因素分析,使用优化测量系统。　　 2.采用非线性超声方法中的有限幅度法,以相对非线性系数β/β。为特征参数。检测疲劳离线试件的宏观相对非线性系数β/β。和疲劳周数的变化关系,并初步研究使用信号处理方法对测量结果的影响。　　 3.对离线疲劳试样,采用金相观察方法中的光学浸蚀法和透射电子显微镜技术。观察光学图像不仅存在微观形态差异,且微观尺寸参量和宏观相对非线性系数β/β。也具有对应的变化关系;所观察到的透射电子显微镜观察图像,存在位错环及延伸位错线等应力形态,且通过能谱图分析确定了LY12铝合金的化学成分。　　 4.对在线疲劳试件,为了进一步确定宏观相对非线性系数β/β。随疲劳周数增加的连续变化特性,进行在线检测试验研究;并进行了微观形貌的原位观察。相对于离线检测,在线检测结果反映了宏观非线性特性的连续变化趋势;而金相观察结果较为完整的反映了微观形态的产生变化,为疲劳寿命评估提供了参考。