殘余應力測量是指材料在無外力作用下，內部保持自平衡的應力狀態(tài)。它在機械加工、熱處理、焊接等過程中產生，并影響材料的疲勞壽命、應力腐蝕和尺寸穩(wěn)定性。因此，準確測量殘余應力對于保障工程結構和機械零部件的可靠性至關重要。
無損檢測法通過物理手段測量材料內部的物理量變化，間接推算殘余應力，主要包括X射線衍射法、中子衍射法、磁性法和超聲法。
1.X射線衍射法
X射線衍射法是目前準確可靠的殘余應力測量方法之一。其基本原理是根據X射線在晶體中的衍射現象，通過測量晶面間距的變化來推算殘余應力。具體步驟如下：
-準備樣品：將樣品固定在測角臺上，確保表面平整。
-根據布拉格定律計算晶面間距的變化，進而推算殘余應力。
X射線衍射法的優(yōu)點是測量精度高，理論完善，適用廣泛。但其設備昂貴，對樣品表面要求高，且只能測量表面應力。
2.中子衍射法
中子衍射法的原理與X射線衍射法相似，但采用中子作為入射束。由于中子具有較強的穿透能力，可以測量材料內部深處的殘余應力。
-準備樣品：將樣品放入中子衍射儀的反應堆孔道中。
-根據衍射角變化計算殘余應力。
中子衍射法的優(yōu)點是能測量材料內部的三維應力分布，但對設備要求高，需在核反應堆中進行，成本高昂。
3.磁性法
磁性法基于鐵磁材料的磁致伸縮效應，即在磁場作用下材料發(fā)生尺寸變化。通過測量磁導率變化，推算殘余應力。具體步驟如下：
-將工件置于強磁場中，測量初始磁導率。
-改變磁場強度，記錄磁導率變化。
-根據磁導率變化計算殘余應力。
磁性法的優(yōu)點是非破壞性，適用于大型構件。但其精度受材料磁特性影響較大，適用范圍有限。
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