根據(jù)文獻(xiàn)描述，殘余應(yīng)力的測(cè)定技術(shù)出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)50年代，自那時(shí)起發(fā)展至今共已有七十年的時(shí)間了，在這個(gè)過(guò)程中形成了數(shù)十種測(cè)定方法，這些方法又分為應(yīng)力有損測(cè)試和應(yīng)力無(wú)損測(cè)試。其中應(yīng)力有損測(cè)試大致分為部分釋放法、完全釋放法等。而應(yīng)力無(wú)損測(cè)試有壓痕應(yīng)變法、X射線(xiàn)衍射法、超聲法、磁性法、同步輻射法與中子衍射法等方法。我們主要描述的是
應(yīng)力無(wú)損測(cè)試的幾種方法，接下來(lái)我將對(duì)這些方法進(jìn)行詳細(xì)描述，主要從每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)兩個(gè)方面來(lái)描述：
1、壓痕應(yīng)變法
壓痕應(yīng)變法是一種利用球形壓痕誘導(dǎo)產(chǎn)生的應(yīng)變?cè)隽繙y(cè)定殘余應(yīng)力的方法。
（1）優(yōu)點(diǎn)：有無(wú)損、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
（2）缺點(diǎn)：只能用于平面應(yīng)力的測(cè)定，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理比較復(fù)雜。
2、超聲法
（1）優(yōu)點(diǎn)：由于超聲波的方向性好、穿透能力強(qiáng)、可以沿試樣表面?zhèn)鞑?，因此可以檢測(cè)試樣表面以及大體積范圍的內(nèi)部殘余應(yīng)力，環(huán)形件殘余應(yīng)力測(cè)定也十分適用，故而，在焊縫、齒輪、螺栓、鋼軌等方面有著重要的實(shí)際應(yīng)用。具有便攜、方便與現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)。使用注意：超聲波速度受材料各向異性、環(huán)境溫度、探頭與構(gòu)件之間聲耦合較大，因此超聲法在測(cè)定應(yīng)力時(shí)需做標(biāo)定試驗(yàn)。
（2）缺點(diǎn)：超聲法主要應(yīng)用于大范圍體積內(nèi)殘余應(yīng)力的測(cè)量，無(wú)法獲得局部殘余應(yīng)力的大小與狀態(tài)分布。
（3）分類(lèi)：根據(jù)原理不同，超聲法測(cè)定殘余應(yīng)力又可分為六種：臨界折射縱波法、反射縱波法、聲雙折射法、表面波法、電磁超聲法、激光超聲法。其中較為成熟的是臨界折射縱波法。
（4）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：超聲法的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 32073-2015 《無(wú)損檢測(cè) 殘余應(yīng)力超聲臨界折射縱波檢測(cè)方法》。
3、X射線(xiàn)衍射法
X射線(xiàn)法是由俄國(guó)學(xué)者于1929年提出，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，理論與實(shí)際測(cè)定方法都較為成熟，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種無(wú)損殘余應(yīng)力測(cè)試方法。
（1）原理：X 射線(xiàn)衍射法測(cè)量殘余應(yīng)力是基于X 射線(xiàn)衍射理論。當(dāng)一束波長(zhǎng)為λ 的X 射線(xiàn)照射在晶體表面時(shí)，會(huì)在特定的角度(2θ)上接收到X 射線(xiàn)反射光的波峰，這就是X 射線(xiàn)衍射現(xiàn)象。其中衍射角2θ與 X射線(xiàn)的波長(zhǎng)λ、衍射晶面間距d之間遵從著名的布拉格定律：2dsin?=nλ. 。
公式中，K 為彈性常數(shù)，當(dāng)入射線(xiàn)的波長(zhǎng)選定之后(λ 一定)，通過(guò)測(cè)定衍射角θ，即可由布拉格方程得到受力之后的晶面間距，繼而得到相應(yīng)的殘余應(yīng)力值。這里需要指出的是由于晶體是各向異性的，因此彈性常數(shù)K 和宏觀意義上的彈性模量E 是不同的，需要根據(jù)所選擇的衍射晶面來(lái)計(jì)算出彈性常數(shù)K。
1961 年德國(guó)學(xué)者M(jìn)acherauch 結(jié)合彈性理論和布拉格方程提出了測(cè)二維殘余應(yīng)力的sin2ψ法。
根據(jù)ψ平面與測(cè)角儀2θ掃描平面的幾何關(guān)系，分為同傾法與側(cè)傾法兩種測(cè)試方式，精準(zhǔn)檢測(cè)工件表面應(yīng)力。
（2）標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)X射線(xiàn)衍射法的原理，歐盟、美國(guó)材料協(xié)會(huì)等組織機(jī)構(gòu)都制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如ASTM E2860-2012《Standard Test Method for Residual Stress Measurement by X-ray Diffraction for Bearing Steels》，EN 15305-2008《Non-destrutive Testing-Test Method for Residual Stress Analysis by X-ray Diffraction》，ASTM E1426-2014《Standard Test Method for Determining the X-ray Elastic Constants for Use in the Measurement of Residual Stress Using X-ray Diffraction Techniques》等。
4、同步輻射法、中子衍射法
（1）優(yōu)點(diǎn)：中子衍射法測(cè)定殘余應(yīng)力的原理與X射線(xiàn)法的一致，不同的是，中子的穿透能力更強(qiáng)，對(duì)于大多數(shù)工程材料而言可以達(dá)到厘米級(jí)別，因此中子衍射法可以測(cè)得試樣內(nèi)部更深處的應(yīng)力分布。
（2）缺點(diǎn)：中子源的建造以及運(yùn)行費(fèi)用昂貴，無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)定，因此中子衍射法目前主要應(yīng)用于工程和基礎(chǔ)科學(xué)研究，相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有：ISO/TS 21432：2005《Non-destructive Testing-Standard Test Method for Determining Residual Stresses by Neutron Diffraction》以及等同采用的國(guó)標(biāo)GB/T 26140-2010《無(wú)損檢測(cè)測(cè)量殘余應(yīng)力的中子衍射方法》。
所以，綜上所述，
應(yīng)力無(wú)損測(cè)試的應(yīng)用更加廣泛，優(yōu)點(diǎn)也更加明確，并且在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，我們應(yīng)該選擇最合適的方法進(jìn)行測(cè)試。
