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压痕法残余应力测试压痕法残余应力测试是一种常用的测试方法，用于评估材料表面的残余应力。
在材料制备或使用过程中，由于各种因素的影响，材料内部会形成一定的应力场。
这些残余应力可能会影响材料的性能和寿命，因此了解和控制残余应力对于材料工程来说非常重要。
在进行压痕法残余应力测试时，首先需要在待测试材料的表面施加一个样品尺寸相对较小的压痕。
这个压痕通常采用金刚石压头或硬质球体进行，因为金刚石具有较高的硬度和刚性，能够施加较大的压力而不易变形。
通过压痕产生的弹性变形和塑性变形，可以间接地测量出残余应力的大小和分布情况。
压痕法残余应力测试的原理是基于弹性力学和塑性力学的基本理论。
在施加压痕之前，材料表面是没有残余应力的。
但是，由于压痕会引起材料的局部弹性变形和塑性变形，会在其周围产生一定的应力场。
这些残余应力是由变形过程中的弹性回复和塑性留下的位错等缺陷引起的。
通过测量压痕的大小和形状以及周围材料的变形情况，可以计算出残余应力的大小和分布情况。
通常，在进行压痕法残余应力测试时，会使用光学显微镜或扫描电子显微镜等设备对压痕进行观测和测量。
通过分析压痕的几何形状参数，结合合适的数学模型和理论，可以得到残余应力的精确值。
压痕法残余应力测试在材料科学和工程的许多领域中得到了广泛的应用。
它可以用于评估不同材料的制备工艺对残余应力的影响，以及不同材料在使用过程中的变化情况。
压痕法残余应力测试还可以用于研究材料的应力分布和应力引起的变形行为，进一步理解材料的力学性能和行为规律。
总结回顾起来，压痕法残余应力测试是一种基于压痕的方法，用于评估材料表面的残余应力。
通过测量压痕的大小和形状，以及分析周围材料的变形情况，可以计算出残余应力的大小和分布情况。
这项测试在材料科学和工程领域具有广泛的应用，对于了解和控制材料的残余应力非常重要。
在本次的文章中，我们介绍了压痕法残余应力测试的基本原理和测试方法。
通过这项测试，可以评估材料表面的残余应力，进一步了解材料的性能和寿命。
工程陶瓷磨削表面残余应力的测量新方法工程陶瓷材料由于具有高硬度、高强度、高温耐受性、抗腐蚀等优良性能，在航空航天、电子、医疗等领域得到广泛应用。
然而，在加工过程中，由于工艺参数、机器精度等因素的影响，会导致材料表面产生不同程度的残余应力，进而影响其使用寿命和性能。
传统的残余应力测试方法，如X射线衍射、中子衍射等，存在着测量时间长、需要专业人员、设备昂贵等缺点。
因此，本文提出了一种新的工程陶瓷磨削表面残余应力的测量方法——基于表面变形的
红外热像测量法。
该方法基于工程陶瓷表面的热导率和热膨胀系数与实际表面变
形之间的关系，通过红外热像仪捕捉工件在加工过程中的热辐射，计算表面变形的大小及其分布，进而得到工件表面的残余应力。
该方法具有测量时间短、精度高、无接触、不破坏等优点，适用于各类工程陶瓷材料的表面残余应力测试。
据实验结果表明，该方法能够准确测量工程陶瓷表面的残余应力，并能反映出加工参数对表面残余应力的影响，为工程陶瓷及其制品的加工提供了一种新的残余应力测试手段。
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残余应力是指材料内部或表面存在的不平衡力，它可以对材料的性能和可靠性产生重要影响。
以下是几种常见的残余应力测量方法：
1.X射线衍射法（X-ray Diffraction, XRD）：这是一种常用的非破坏性测量方法，通过测量
材料中晶体结构的畸变来间接计算残余应力。
X射线经过材料后会发生衍射，根据衍射角度的变化可以推断出残余应力的大小和方向。
2.中子衍射法（Neutron Diffraction）：类似于X射线衍射法，中子衍射法也是通过测量材
料晶体结构的畸变来确定残余应力。
相比X射线，中子具有更好的穿透能力，因此可以深入材料内部进行测量，适用于非金属材料的残余应力分析。
3.压电法（Piezoelectric Method）：利用材料的压电效应来测量残余应力。
该方法通过将
压电传感器固定在被测物体上，然后施加外力引起压电传感器的形变，根据形变量的变化推断出残余应力的大小。
4.高斯法（Hole Drilling Method）：这是一种常用的局部测量方法，适用于金属材料。
该
方法通过在被测物体上钻一个小孔，然后测量孔周围的表面应变的变化来计算残余应力。
5.激光干涉法（Laser Interferometry）：利用激光的干涉原理来测量表面的微小位移，从
而推断出残余应力的分布情况。
激光干涉法可以提供高精度的残余应力测量结果。
需要注意的是，不同的测量方法适用于不同类型的材料和应力状态，选择合适的方法取决于具体的应用需求和材料特性。
在进行残余应力测量时，应根据实际情况综合考虑各种因素，并采取适当的措施以确保测量结果的准确性和可靠性。
盲孔法测残余应力标准盲孔法是一种常用的测量残余应力的方法，通过在材料表面钻制一个盲孔，然后测量盲孔周围的变形来间接地获得残余应力的信息。
残余应力是在材料内部存在的一种应力状态，它不是由外部加载引起的，而是由材料的加工、焊接、热处理等工艺过程中产生的。
残余应力的存在会影响材料的力学性能和耐久性，因此准确测量残余应力对材料的质量控制和工程应用具有重要意义。
盲孔法测残余应力的标准是对这一测量方法的技术要求和规范进行了明确和规范，以保证测量结果的准确性和可比性。
标准规定了盲孔的制作方法、测量设备的要求、测量步骤和数据处理方法等内容，为盲孔法测残余应力提供了统一的操作指南和质量控制要求。
在进行盲孔法测残余应力时，首先需要选择合适的盲孔制作方法。
盲孔的制作应该遵循标准规定的尺寸和形状要求，以保证测量的准确性和可重复性。
其次，测量设备的选择和校准也是非常重要的。
标准规定了测量设备的精度要求和校准周期，确保测量结果的可靠性和准确性。
在进行盲孔法测残余应力时，需要严格按照标准规定的测量步骤进行操作，包括盲孔制作、测量设备的安装和调试、数据采集等。
在数据处理方面，标准也给出了详细的要求，包括数据的处理方法、结果的计算和报告的格式等。
这些规定和要求的制定，旨在保证盲孔法测残余应力的结果准确可靠，以满足工程实际的需要。
盲孔法测残余应力标准的制定和实施，对于推动盲孔法测残余应力技术的发展和应用具有重要意义。
它不仅可以指导和规范实际测量工作，还可以促进该技术的标准化和国际化进程。
同时，标准的实施还可以提高盲孔法测残余应力的测量水平和结果的可比性，为材料质量控制和工程应用提供可靠的技术支持。
总之，盲孔法测残余应力标准的制定和实施，对于规范和推动盲孔法测残余应力技术的发展和应用具有重要意义。
它为测量工作提供了统一的操作指南和质量控制要求，促进了该技术的标准化和国际化进程，提高了测量结果的可比性和可靠性，为材料质量控制和工程应用提供了可靠的技术支持。
钻孔法测量残余应力测量原理钻孔法测量残余应力是基于材料力学中的应力释放原理。
当在材料表面钻孔时，孔周围的材料会发生弹性变形，这种变形会受到材料内部的残余应力的影响。
通过测量钻孔后的表面位移，可以确定孔周围的残余应力状态。
实验步骤钻孔法测量残余应力的实验步骤如下：1、选择合适的材料试件，进行表面处理，确保表面平整无杂质。
2、使用高精度的钻机在材料试件的表面钻孔，钻孔直径一般在0.5-1.0mm之间，孔深约为10-20mm。
3、在钻孔前、钻孔后和取下钻屑后分别使用光学显微镜观察孔周围的表面形貌，并记录下来。
4、根据观察到的表面形貌变化，计算出钻孔前后的位移量。
5、根据位移量和材料的弹性常数，计算出孔周围的残余应力。
精度分析钻孔法测量残余应力的精度主要受到以下因素的影响：1、钻孔直径和深度的精度：钻孔直径和深度的变化会影响位移量的测量精度，进而影响残余应力的计算精度。
2、表面处理质量：表面处理不干净会导致钻头受损，从而影响钻孔质量。
3、观察和测量误差：观察和测量表面形貌变化的过程中可能存在误差，导致位移量的计算不准确。
4、材料本身的力学性能：材料的弹性常数等力学性能参数的准确性也会影响残余应力的计算精度。
为了提高精度，需要采取以下措施：1、使用高精度的钻机和测量设备，确保钻孔直径和深度的准确性。
2、加强表面处理，确保表面干净无杂质。
3、使用高精度的光学显微镜进行观察和测量，减少人为误差。
4、对材料试件进行详细的质量和性能检测，确保其符合实验要求。
数据处理根据实验步骤中记录的位移量和材料的弹性常数，可以计算出孔周围的残余应力。
一般而言，钻孔法测量残余应力的数据处理可以采用以下步骤：1、计算钻孔前后的位移量差值，得到孔周围的位移变化量。
2、根据位移变化量和材料的弹性常数，利用应力释放原理计算孔周围的残余应力。
3、将计算得到的残余应力与实验前的预测值进行比较，评估测量结果的准确性。
4、如果测量结果不满足要求，可能需要重新进行实验，并检查实验步骤和数据处理方法是否正确。
目录1.概述 (2)1.1 X射线残余应力测试技术和测量装置的进展 (2)a.测试技术的进展 (3)b.测量装置的进展 (4)1.2测试标准 (5)2、测定原理及方法： (6)2.1二维残余应力 (6)2.1.1原理 (6)2.1.2方法 (9)2.2三维残余应力 (15)2.2.1沿深度分布的应力测定一剥层法 (16)2.2.2 X射线积分法(RIM) (17)2.2.3 多波长法 (20)3、X射线残余应力测定法的优、缺点 (21)4、一些应用 (22)参考文献： (23)X射线衍射法残余应力测试原理、计算公式、测试方法的优缺点、目前主要应用领域。
1.概述X射线法是利用X射线入射到物质时的衍射现象测定残余应力的方法。
包括X射线照相法、X射线衍射仪法和X射线应力仪法。
1.1 X射线残余应力测试技术和测量装置的进展早在1936年，Glocker等就建立了关于x射线应力测定的理论。
但是当时由于使用照相法，需要用标准物质粉末涂敷在被测试样表面以标定试样至底片的距离，当试样经热处理或加工硬化谱线比较漫散时，标准谱线与待测谱线可能重叠，测量精度很低，因此，这种方法未受到重视，直到二十世纪四十年代末还有人认为淬火钢的应力测定是不可能的。
只有在使用衍射仪后，X射线应力测定才重新引起人们的重视，并在生产中日渐获得广泛应用。
美国SAE在巡回试样测定的基础上，于1960年对X射线应力测定技术进行了全面的讨论。
日本于1961年在材料学会下成立了X射线应力测定分会，并在1973年颁布了X射线应力测定标准方法。
a.测试技术的进展在二十世纪五十年代，X射线应力测定多采用0°~ 45°法(又称两次曝光法)，这种方法在dψϕ与sin2ψ有较好的线性关系时误差不大，但当试件由于各种原因，dψϕ与sin2ψ偏离离直线关系时，0°~ 45°法就会产生很大误差。
为了解决这个问题，德国E.Macherauch在1961年提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使x射线应力测定的实际应用向前迈进了一大步。
综 述铜及铜合金加工制品残余 应力的测定方法路俊攀(洛阳铜加工集团有限责任公司,河南洛阳 471039)摘 要:介绍了残余应力的常见测定方法,重点讨论了适合于铜及铜合金制品残余应力测定的化学和机械方法。
其中适用于管棒材的化学方法已形成系列国标,但仍需增补;适用于板带材的化学方法仅限于试验研究之用。
机械方法中,Crampton法被广泛应用于管材应力测定,而分条变形方法是近几年才开始研究和应用的新方法,该方法适用于所有加工制品。
关键词:铜;铜合金;残余应力;测定 中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:100026656(2004)1220633205MEASUREMENTS OF RESID UAL STRESS FOR THE PR OCESSING PR OD UCTSOF COPPER AN D COPPER ALLOYSL U Jun2pan(Luoyang Copper Working(Group)Co.Ltd.,Luoyang Henan471039,China)Abstract:The article introduced some common measuring methods of residual stress and aimed to sim ply classify them.The emphasis of the discussion was laid on chemical method and mechanical method,which were fit for co pper and copper alloys′processing products.The chemical method which is fit for tube and bar products has been the basis for forming a series of G B,but it needs sub joining.The same method fitting in with plate and strip products is just used for study.As for the mechanical method,the“Crampton”is widely used in tube products,and the slitting deformation method is a new method,which is studied and used in recent years.It is fit for all of the processing products.K eyw ords:Copper;Copper alloys;Residual stress;Measuring 铜及铜合金在加工和热处理过程中,必然承受外力的作用以及金属内部金相和组织的转变,在制品内部产生残余应力,影响材料的疲劳强度、抗应力腐蚀性、尺寸稳定性和使用寿命,因此研究和控制加工过程中的应力愈来愈受到重视。
目录1.概述 (2)1.1 X射线残余应力测试技术和测量装置的进展 (2)a.测试技术的进展 (3)b.测量装置的进展 (4)1.2测试标准 (5)2、测定原理及方法： (6)2.1二维残余应力 (6)2.1.1原理 (6)2.1.2方法 (9)2.2三维残余应力 (15)2.2.1沿深度分布的应力测定一剥层法 (16)2.2.2 X射线积分法(RIM) (17)2.2.3 多波长法 (20)3、X射线残余应力测定法的优、缺点 (21)4、一些应用 (22)参考文献： (23)X射线衍射法残余应力测试原理、计算公式、测试方法的优缺点、目前主要应用领域。
1.概述X射线法是利用X射线入射到物质时的衍射现象测定残余应力的方法。
包括X射线照相法、X射线衍射仪法和X射线应力仪法。
1.1 X射线残余应力测试技术和测量装置的进展早在1936年，Glocker等就建立了关于x射线应力测定的理论。
但是当时由于使用照相法，需要用标准物质粉末涂敷在被测试样表面以标定试样至底片的距离，当试样经热处理或加工硬化谱线比较漫散时，标准谱线与待测谱线可能重叠，测量精度很低，因此，这种方法未受到重视，直到二十世纪四十年代末还有人认为淬火钢的应力测定是不可能的。
只有在使用衍射仪后，X射线应力测定才重新引起人们的重视，并在生产中日渐获得广泛应用。
美国SAE在巡回试样测定的基础上，于1960年对X射线应力测定技术进行了全面的讨论。
日本于1961年在材料学会下成立了X射线应力测定分会，并在1973年颁布了X射线应力测定标准方法。
a.测试技术的进展在二十世纪五十年代，X射线应力测定多采用0°~ 45°法(又称两次曝光法)，这种方法在dψϕ与sin2ψ有较好的线性关系时误差不大，但当试件由于各种原因，dψϕ与sin2ψ偏离离直线关系时，0°~ 45°法就会产生很大误差。
为了解决这个问题，德国E.Macherauch在1961年提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使x射线应力测定的实际应用向前迈进了一大步。
残余应力的测试方法
残余应力的测试方法有多种，以下是其中一些常用的方法：
1. X射线衍射法：该方法通过测量材料中的晶格畸变来确定残余应力的大小。
X 射线经过材料时，会发生衍射现象，通过测量衍射角度的变化，可以得到材料的残余应力。
2. 中子衍射法：与X射线衍射法类似，中子衍射法也是通过测量材料中的晶格畸变来确定残余应力的大小。
中子的波长与晶格间距相近，因此能够更加准确地测量晶格畸变。
3. 应变计法：该方法通过在材料表面粘贴应变计，测量材料的应变变化来确定残余应力的大小。
应变计可以是金属薄片或电阻应变计等，当材料受到应力时，应变计会发生形变，通过测量形变的大小，可以计算出材料的残余应力。
4. 隔离层剥离法：该方法通过在材料表面涂覆一层隔离层，剥离隔离层后测量剩余材料的形状变化来确定残余应力的大小。
由于隔离层起到了保护材料表面的作用，剥离后的材料形状发生变化可以反映出残余应力的大小。
5. 孔隙法：该方法通过在材料中制作孔隙，并测量孔隙的尺寸变化来确定残余应力的大小。
材料中的孔隙会受到应力的影响而发生变化，通过测量孔隙的变化，可以计算出材料的残余应力。
这些测试方法各有优缺点，选择合适的方法应根据具体的材料和测试要求来确定。
表面残余应力测试方法嘿，咱今儿就来聊聊这表面残余应力测试方法！你说这表面残余应力就像是个藏在材料里的小秘密，咱得想办法把它给揪出来。
那咋揪呢？常见的方法就有好几种呢！比如说这X 射线衍射法，就好像是个超级侦探，能精准地探测到应力的存在和大小。
它通过 X 射线照射材料，然后根据衍射图谱来分析应力情况。
你想想，这是不是挺神奇的？还有钻孔法，这就好比是在材料上挖个小坑，然后看看它周围的反应，从而推断出残余应力。
就像你在沙堆上挖个洞，周围的沙子会有不一样的变化一样。
说到这里，我想起之前有个朋友问我：“这测试残余应力有啥用啊？”嘿，用处可大了去了！你想想，如果不了解材料的残余应力，就像闭着眼睛走路一样，说不定啥时候就摔跟头了！它能影响材料的性能、寿命，甚至在一些关键场合，可能会引发大问题呢！就拿金属制品来说吧，要是残余应力没搞清楚，用着用着突然变形了或者裂了，那多吓人啊！所以说啊，这表面残余应力测试可不能马虎。
另外，还有一种叫盲孔法的，这名字是不是挺有意思？它就像是给材料做个小手术，通过在上面钻个小孔，然后测量小孔周围的应变来计算残余应力。
那在实际操作中，可得注意很多细节呢！比如说测试环境得稳定吧，不能一会儿热一会儿冷的，那不是把结果都给搞乱了嘛！而且操作人员也得细心、专业，不然一个不小心弄错了数据，那可就麻烦了。
你说这表面残余应力是不是很神秘又很重要啊？咱得像对待宝贝一样认真对待它的测试。
每种测试方法都有它的特点和适用范围，咱得根据具体情况来选择合适的。
就好像你去买衣服，得挑适合自己身材和风格的呀！总之呢，这表面残余应力测试方法可真是个大学问，咱们得好好研究研究，把这个小秘密给摸透了，才能让材料更好地为我们服务呀！这可不是开玩笑的，要是不重视，说不定啥时候就会让你吃大亏呢！所以，可别小瞧了它哟！。
残余应力及检测方法一、残余应力简介及检测方法对比众所周知，工件在制造过程中，会受到各种因素的作用与影响。
当这些因素消失之后，若构件所受到的作用与影响不能完全消失，则会有部分作用与影响残留在构件内，这种残留的作用与影响，称作残余应力。
残余应力对工件有着很大的伤害，会使工件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。
针对这一问题，在现在的科技环境下，产生了几种检测应力的方法，这几种方法都存在各自的优缺点，对比图如下：现阶段行业内主要使用以下几种方法检测残余应力：（1）盲孔法盲孔法的优点在于有较好精度，而缺点也比较明显，即检测过程中需要损坏材料的结构。
（2）X射线衍射法X射线衍射法经过了市场的检验，优点是技术较为成熟且稳定，缺点是检测仪器比较笨重，操作耗时且伴随着辐射。
（3）超声波应力检测法超声波应力检测法的优点在于操作简便、快速、不损伤材料，也不会对检测人员造成伤害。
而它的缺点就在于这是一项新的技术，虽然经过多家大型实验室的测验，但是市场检验度还不够高。
综合来看，超声波应力检测技术具有很大的现场适用性，下文对该技术进行详细介绍。
二、超声波应力检测技术1、超声波应力测试仪近些年国内超声波应力检测技术的研究进展较快，下图展示为我公司自主研发的一台超声波应力测试设备及配套软件，它是一款工业级高精度超声波应力测量设备，通过软件实现信号的激发和采集，根据声弹性理论进行残余应力的计算，可无损测定被测对象积聚的应力。
超声波应力测试设备（采集模块）超声波应力测试信号处理系统（显示操作模块）该设备符合国标GB/T 32073-2015《无损检测残余应力超声临界折射纵波检测方法》的要求，具备频率设置、滤波、超声激励、残余应力值计算等基本功能。
以下为该设备具有的优势和特点：•可同时测量应力、声时、壁厚、声速，实时显示超声波形，具有一定探伤功能；•配备高频数据采集卡，对上万次测量结果进行算法优化，测量结果更准确；•集成了温度传感器，通过温度补偿消除温度对检测结果的影响；•采集模块分体式设计，易于拆装，可无线连接显示操作模块，移动性强，易于现场使用；•设备可搭载锂电池独立供电，有效地解决了野外现场供电难的问题；•优良的抗干扰能力和可靠性，拥有出色的信噪比。
第1 页共 2页残余应力检测方法概述目前国际上普遍使用的残余应力检测方法种类十分繁多,为便于分类,人们往往根据测试过程中被测样品的破坏与否将测试方法分为:应力松弛法(样品将被破坏和无损检测法(样品不被破坏两类。
以下我们简单归纳了现阶段较为常用的一些残余应力检测方法。
一、常见的残余应力检测方法: 1. 应力松弛法 (1 盲孔法该方法最早由Mather 于1934年提出,其基本原理就是通过孔附近的应变变化,用弹性力学来分析小孔位置的应力,孔的位置和尺寸会影响最终的应力数值。
由于这类设备操作起来非常简单,近年来被广泛使用。
(2 切条法Ralakoutsky 在1888年提出了采用该方法测量材料的残余应力。
在使用这种方法时需要沿特定方向将试件切出一条,然后通过测量试件切割位置的应变来计算残余应力。
(3 剥层法该方法是通过物理或化学的方法去除试件的一层并测量其去除后的曲率,根据测定的试件表面曲率变化就能计算出残余应力。
该方法常用于形状简单的试件,且测试过程快捷。
2. 无损检测方法 (1 X 射线衍射法X 射线方法是根据测量试件的晶体面间距变化来确定试件的应变,进而通过弹性力学方程推导计算得到残余应力,目前最被广泛使用的是Machearauch 于1961提出的sin2ψ方法。
日本最早研制成功了基于该方法的X 射线残余应力分析仪,为该方法的推广做出了巨大的贡献。
(2 中子衍射法。
中子衍射方法的原理和X 射线方法本质上是一样的,都是根据材料的晶体面间距变化来求得应变,并根据弹性力学方程计算残余应力。
但中子散射能量更高,可以穿透的深度更大,当然中子衍射的成本也是最昂贵的。
(3 超声波法。
该方法的物理和实验依据是S.Oka 于1940年发现的声双折射现象,通过测定声折射所导致的声速和频谱变化反推出作用在试件上的应力。
试件的晶体颗粒及取向会影响数据的准确度,尽管超声波方法也属无损检测方法,但其仍需进一步完善。
残余应力检测方法关于构件的残余应力检测（盲孔法检测）一、前言（1）应力概念通常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终止的条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡的应力叫做内应力。
按照德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类：第Ⅰ类内应力是存在于材料的较大区域（很多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持平衡的内应力。
当一个物体的第Ⅰ类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观的尺寸变化。
第Ⅱ类内应力是存在于较小范围（一个晶粒或晶粒内部的区域）的内应力。
第Ⅲ类内应力是存在于极小范围（几个原子间距）的内应力。
在工程上通常所说的残余应力就是第Ⅰ类内应力。
到目前为止，第Ⅰ类内应力的测量技术最为完善，它们对材料性能和构件质量的影响也研究得最为透彻。
除了这样的分类方法以外，工程界也习惯于按产生残余应力的工艺过程来归类和命名，例如铸造应力、焊接应力、热处理应力、磨削应力、喷丸应力等等，而且一般指的都是第Ⅰ类内应力。
（2）应力作用机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。
适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。
（3）应力的产生在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。
但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为：1.不均匀的塑性变形；2.不均匀的温度变化；3.不均匀的相变（4）应力的调整针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。
通常调整残余应力的方法有：①自然时效把构件置于室外，经气候、温度的反复变化，在反复温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。
环氧树脂的残余应力测试方法
残余应力是指材料内部的剩余应力，它会对材料的性能和使用寿命产生重要影响。
在环氧树脂应用中，了解和控制残余应力的分布是至关重要的。
因此，我们需要一个有效的测试方法来评估环氧树脂中的残余应力。
一种常用的测试方法是X射线衍射（XRD）技术。
该方法是通过照射材料表面，并测量X射线经过材料后的衍射图案来确定材料中的应力分布。
在环氧树脂中，通过选取合适的衍射角度和衍射峰的位置，可以获得材料中的残余应力信息。
另一种测试方法是红外热成像（IRTI）技术。
这种方法通过测量材料表面的红外辐射热图像来获得材料中的温度分布，进而推断残余应力的分布情况。
在环氧树脂中，因为应力会引起材料的热导率和膨胀系数的变化，通过红外热成像可以间接地得到残余应力信息。
还可以使用激光剪切仪来测定环氧树脂中的残余应力。
激光剪切仪是一种能够测量材料内部残余应力的非接触式测试设备。
它通过施加外部剪切力，测量材料表面的位移和应变来计算残余应力。
在环氧树脂中，由于材料的剪切刚度与残余应力有关，这种方法可以提供准确的残余应力信息。
X射线衍射、红外热成像和激光剪切仪都是常用的测试方法，用于评估环氧树脂中的残余应力。
选择合适的测试方法取决于实际需求和资源情况，通过这些方法可以更好地理解和控制环氧树脂的性能和使用寿命。
表面残余应力测试方法由于X射线的穿透深度极浅，对于钛合金仅为5μm，所以X射线法是一种二维平面残余应力测试方法。
现在暂定选择钛靶，它与钛合金的晶面匹配较好。
（110）晶面一、试样的表面处理X射线法测定的是试件的表面应力，所以试件的表面状况对测量结果也有很大的影响。
试件表面不应有油污、氧化皮或锈蚀等；测试点附近不应被碰、擦、刮伤等。
（1）一般可以使用有机溶剂（汽油）洗去表面的油泥和脏污。
（2）去除氧化皮可以使用稀盐酸等化学试剂（根据试样选择合适浓度，如Q235钢用10％的硝酸酒精溶液浸蚀5min）。
（3）然后依据测试目的和测试点表面实际情况，正确进行下一步的表面处理。
如果测量的是切削、磨削、喷丸、光整、化铣、激光冲击等工艺之后的表面应力，以及其它表面处理后引起的表面残余应力，则绝不应破坏原有表面不能进行任何处理，因上述处理会引起应力分布的变化，达不到测量的目的。
必须小心保护待测试样的原始表面，也不能进行任何磕碰、加工、电化学或化学腐蚀等影响表面应力的操作。
对于粗糙的表面层，因凸出部分释放应力，影响应力的准确测量，故对表面粗糙的试样，应用砂纸磨平，再用电解抛光去除加工层，然后才能测定。
（5）若被测件的表面过于粗糙，将使测得的应力值偏低。
为了提高试件的表面光洁度，又不产生附加产力，比较好的办法是电解抛光法。
该法还可用于去除表面加工层或进行试件表层剥除。
（6）若单纯为了进行表层剥除，亦可以用更为简单的化学腐蚀法，较好的腐蚀剂是浓度为40％的(90％H202+10％HF)的水溶液。
但化学腐蚀后的表面光洁度不如电解抛光。
为此可在每次腐蚀前用金相砂纸打磨试件表面，但必须注意打磨的影响层在以后的腐蚀过程中应全部除去。
二、确定测量材料的物相，选定衍射晶面。
被测量的衍射线的选择从所研究的材料的衍射线谱中选择哪一条(hkl)面干涉线以及相应地使用什么波长的X射线是应力测定时首先要决定的。
当然事先要知道现有仪器提供的前提条件：一是仪器配置了哪几种靶材的x射线管，它决定了有哪几个波长的辐射可以选用；二是测角仪的2θ围。
一般选用尽可能高的衍射角，使得⊿θ的增大可以准确测得。
在一定的应力状态下具有一定数值的晶格应变εφ,ψ对布拉格角θ0值越大的线条造成的衍射线角位移d(2θ)φ.ψ必也越大，因此测量的准确度越高。
同时，在调整衍射仪时不可避免的机械调节误差对高角线条的角位置2θ的影响相对地也比较小。
正因为如此X射线应力测定通常在2θ>90°的背反射区进行，并尽量选择多重性因子较高的衔射线。
举例来说，对铁基材料常选用Cr靶的Ka线，α—Fe的(211)晶面的衍射线。
若已知X射线管阳极材料和Ka线波长，利用布拉格方程可计算出各条衍射线的2θ值，从中选择出高角线条。
可以从《材料中残余应力的X射线衍射分析和作用》的附录中查得常用重要的金属材料和部分瓷材料在Cu，Co，Fe，Cr四种Kal线照射下的高角度衍射线。
由于非立方晶系材料受波长较短的X射线照射时出现较多的衍射线，因此最好选择那些弧立的、不与其它线条有叠合的高角衍射线作为测量对象。
表2论文中出现的材料力学参数材料静态屈服强度MPa 静态氏模量GPa 动态氏模量GPa 泊松比ν TA2 Y373 106 107 0.34-0.45 TC4 M≥900 110 112 0.342 TC4110 0.34材料构数/0 A×-310/MPa数KTi HCP a)2.950 113.4 0.321 CoKα(211) 142.3 -256.47CuKα三、选用滤波片滤波片一般选择比靶材原子序数小1或2的材料。
这样滤波片的K吸收限正好落在靶材的Kα、Kβ之间，将Kβ背底去除，只剩下Kα。
原子序数22 23 24 25 26 27 28 29 Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu表 1 不同X射线管所用的滤波片四、确定衍射方法Ψ角的选取根据所用的衍射仪确定使用何种测试方法。
一般采用sinψ2法或者0-45°法。
对于侧倾法可根据试件的状态和形状在0°，±15°，±25°，±30°，±35°±40°及±45°中选择4-13个不同的必方向进行测量。
在进行正负功角测量时，应将2θ+ψ和2θ-ψ值平均后，以2θψ对2sinψ作图或计算来求得2sinJϕ,ψε-ψ的斜率，从而获得比较准确的应力测定值。
侧倾法的必角设置理论上可达到±70°。
但一般并不设置过大的必角，只有当2sinJϕ,ψε-ψ的关系出现非线性时才测量至大的Ψ角。
若在大的功角下测量，即使是侧倾法，也最好使用与Ψ轴方向平行的狭窄的槽形发散光阑，以降低入射线的几何散焦。
通常，为了提高精度可在0-45°之间选用4个ψ角（0°、15°、30°、45°），其测量结果采用最小二乘法计算。
对于粗晶材料，在有限的X射线照射区域以，参与衍射的晶粒数目较少，射晶面法线在空间不呈均匀连续分布，因而衍射强度较低，峰形较差，难以达到应有的测量精度。
判断晶粒是否粗大还有比较简便的办法：在固定的条件下，改变x射线照射位置，如果所得衍射线形差别明显，净峰强度之差超过20%就可以判定是粗晶材料。
为了解决粗晶材料的应力测定问题，除了采用固定ψ法以外，还可以考虑在允许的情况下增大照射面积，尽量选用多重性因子较大的晶面等措施。
如果仍不奏效，就需要选择摆动法。
摆动法的要点是：以步进扫描的θ-θ扫描测角仪为例，在扫描过程中，每一步都在保持接收角2θ不变的条件下，使2θ平面( 连同x射线管) 以指定的ψ方向为中心，在ψ平面左右摆动一定的角度△ψ，在此摆动过程中计数。
摆动法的实质是把相应于ψ±△ψ这样一个角度围的衍射峰相叠加，近似地当作指定ψ角的衍射峰，客观上增加了参与衍射的晶粒数，把一些衍射强度较低而且峰形较差的峰叠加成为较为丰满、较少波动的峰，从而提高了粗晶材料的应力测量精度。
确定准焦斑直径。
有ϕ1、ϕ1.5、ϕ3、ϕ4.5、ϕ6等直径可供选择。
若材料无粗大晶粒、织构选用的准直管径越小越精确。
若考虑材料可能局部晶粒粗大，选用较大一点的直径。
具体根据需要而定。
五、入射光束角、照射面积和接收光阑的选择目前国产X射线应力测定仪为ϕ0.6，ϕ1和ϕ2 mm 的准直管作为人射光阑，另配ϕ3和ϕ4mm准直管备选( 表 3 ) ，ϕ 4 mm用于特殊场合。
前三种准直管对应的光束发散度分别为0.6 4°，1.0 6°, 和 1.8 9 °，大量试验证明采用这些准直管，应力测量系统误差均在允许的围. ϕ 3 mm准直管对应的光束发散度是2.7 2 °，在实际测量中也经常使用，而且未见显著系统误差。
进口的AS T 和T E C公司的仪器提供的准直管也有5种，分别产生直径为ϕ 1 ，ϕ 2 ，ϕ 3 ，ϕ 4 和ϕ 5 mm的光斑。
若从测量偶然误差角度考察，随着准直管直径的增大，X射线光通量显著增强，从而使得应力测量精度随之提高。
当然应当同时注意到，准直管直径越大，X射线照射面积也越大。
操作者应当明确了解，测得的应力是X射线照射面之的平均值。
因此必须考虑被测试件的具体情况，合理确定照射面积的大小。
首先应根据产生残余应力各种可能的原因，分析它的大小在试件表面各处是否会有很大的变化梯度。
原则上讲，梯度小则照射面积允许大一些( 例如测定平面喷丸试件应力) ；如果应力梯度比较大( 例如测定焊接应力)，则应当选用直径较小的准直管。
其次，应考虑被测工件的尺寸和形状；显然在小平面上或曲率半径较小的弧面上测试，必须选用直径较的准直管。
为了合理地增大照射面积，有时操作还可以考虑使用狭缝式人射光阑。
对于在一定方上存在明显应力梯度的试样，可以让狭缝与这个向垂直；对于小的圆柱或圆弧试样，可以让狭缝行于试样的母线。
表3 当前国产应力仪准直管直径与相应的光束发散度和照射面积接收光阑装置在计数管( 探测器) 窗口之前，起到限制光束和屏蔽散射光的作用。
当前国产应力仪配置的接收光阑狭缝有以下几种：1．8 mm×6 mm，0．9 mm×6 mm，0．3 6 mm×6 mm 和0 ．1 8 mm×6 mm，在测角仪圆上对应的角度分别为1°，0．5°，0．2°和0．1°，通常采用1．8 mm×6mm狭缝。
不装狭缝片时接收宽度为3m m×6 mm。
接收狭缝越宽则计数率越高；选择较小狭缝在一定程度上可以提高衍射线的分辨率。
六、半高宽问题与 2 θ扫描围、扫描步距、计数正确设定2 θ扫描围的原则是在所设定的扫描围使得各个角都有完整的衍射峰。
实际上扫描围应根据衍射峰的半高宽来确定。
经验表明，2 θ围应当达到半高宽的4 ～4．5 倍。
除了半高宽以外还要考虑应力值的大小；应力较大时，顾及各角衍射峰的偏移，2 θ围还应适当加宽。
扫描方式分为连续扫描和步进扫描，后者又叫阶梯扫描。
这里介绍的是如何确定步进扫描的步距和计数时间。
采用固态线阵探测器则是多通道同时接收，由计算机的c P u瞬间依次扫描读取各个通道的计数，它的步距是固定的，也有计数时间问题。
扫描步距就是阶梯扫描过程中探测器每次前进的角度。
它的大小决定了衍射曲线上点的密度，即定峰时参与计算的数据点的多少。
显然点数越多，测量结果的随机误差就越小。
但是考虑到工作效率，又不能无限制地缩小步距。
经验表明，半高宽在2°以下，步距角可以选择0．0 5°；半高宽在2°～4°时，一般取0．1°；半高宽在5°以上时，可以考虑用0.2°和0.25°。
计数时间越长，则探测器接收到的X光子数越多。
为了达到满意的测量重复性，总是希望计数尽可能高一些。
在衍射强度较低、峰形较差的情况下，应考虑适当延长计数时间。
但是峰形的好坏并非只取决于计数高低这一个因素，在某些情况下仅靠延长计数时间也未必能达到理想的结果。
相反，对于峰形较好的材料，有时候计数不高( 例如峰值在1 0 0 0以下) 也能达到满意的测量结果。
在这种情况下，计数时间可以缩短，以利于提高工效。
综上所述，在指定材料和衍射晶面、确定照射面积的前提下，如果出现衍射强度较低、峰形较差、测量误差较大的情况，首先判定材料的晶粒是否粗大，是否应当采用摆动法。
如果晶粒并不粗大，那么可以采取的措施包括提高管流管压、延长计数时间、增大接收狭缝以及缩小扫描步距等。
在实际操作中这些措施可以相互配合使用。
