304奥氏体不锈钢由于其独特的优良性能,在工业领域得到了广泛的应用。服役过程中,由于腐蚀、疲劳等原因,会使奥氏体不锈钢表面产生微裂纹。若不能及时检测,则会造成巨大损失,因此开展奥氏体不锈钢表面微裂纹的无损检测研究十分必要。传统超声检测技术由于存在检测灵敏度较低等局限性,无法满足所需的微裂纹检测,而非线性超声检测技术则可以克服这些局限性,逐渐发展起来。本文将利用非线性超声谐振谱技术开展304奥氏体不锈钢表面微裂纹检测的相关研究,相关研究内容和研究结果如下:1.第一章阐述了论文的研究背景,简要概括了奥氏体不锈钢表面微裂纹产生的原因,在对非线性超声检测技术研究现状归纳总结基础上,着重介绍了非线性超声谐振谱技术。2.第二章着重介绍了非线性超声谐波法和非线性超声谐振谱法的基本原理,并对二阶、三阶非线性系数β、δ、弹性迟滞非线性系数系数αf、耗散迟滞非线性系数αQ进行了表达式的理论推导。3.第三章利用模拟软件ABAQUS描述了非线性超声表面波检测304奥氏体不锈钢表面微裂纹的有限元仿真模型的构造过程,并从微裂纹检测尺寸和非线性高次谐波产生两个方面验证了模型的有效性。4.第四章利用ABAQUS有限元仿真模型,开展非线性超声谐振谱技术检测奥氏体不锈钢表面微裂纹的模拟研究,并根据实际裂纹对仿真模型进行了相关验证。研究结果如下:（1）高阶谐波频率偏移现象的出现可用于判断奥氏体不锈钢表面微裂纹的存在。随着激发载荷的增加,微裂纹构件的高阶谐波频率向低频方向偏移程度明显增大。当微裂纹尺寸固定时,增大激发载荷会引发材料的非线性迟滞效应,从而出现谐波频率偏移现象,基波、高阶谐波的谐振频率相对偏移量?f/fn0随激励载荷、幅值的变化呈线性下降,基波?f/fn0的变化最小,三阶谐波?f/fn0的变化最大。（2）微裂纹深度增加时,三阶谐波的αf均呈现先增加后降低趋势,三阶谐波αf的变化率（273%）远高于基波和二阶谐波。微裂纹宽度增加,三阶谐波的αf单调递增,变化率可达157%。三阶谐波的αf对微裂纹尺寸变化的响应更加敏感。（3）微裂纹深度增大时,高阶谐波的αQ呈先降低后增大的变化趋势,三阶谐波的αQ（变化率为326%）对微裂纹的敏感程度远大于二阶谐波（变化率为104%）。微裂纹宽度增大时,高阶谐波的αQ呈先降低后增大的变化趋势,二阶谐波（变化率为39%）对微裂纹的敏感程度大于三阶谐波（变化率为37%）。二阶谐波的αQ对微裂纹宽度变化比较敏感,三阶谐波αQ对微裂纹深度变化比较敏感。（4）验证了非线性超声谐振谱技术检测奥氏体不锈钢表面微裂纹模型的有效性。