X射线残余应力测试
x射线残余应力测试原理
x射线残余应力测试原理宝子们！今天咱们来唠唠这个超酷的X射线残余应力测试原理呀。
咱先得知道啥是残余应力呢。
就好比你捏一个小泥人儿，你捏的时候给它施加了各种力，就算你把手松开了，这个小泥人儿里面其实还留着你捏它时候的那些力的影响，这在材料里就叫做残余应力啦。
那这个X射线咋就能把这残余应力给找出来呢？X射线呀，它就像一个超级小的侦探。
当X射线照到材料上的时候，就会发生衍射现象。
这衍射呢，就好像是X射线在材料的原子晶格里面玩了一场超级有趣的弹珠游戏。
原子晶格就像是一个有规则排列的小格子，X射线这个小弹珠打进去，就会按照一定的角度弹出来。
这里面的学问可大了呢。
正常情况下，如果材料没有残余应力，那X射线弹出来的角度啊，强度啊，都是有一定规律的。
但是一旦有了残余应力，这个原子晶格就像是被调皮的小怪兽给挤歪了或者拉变形了。
这时候X射线再进去玩弹珠游戏，弹出来的角度和强度就会发生变化啦。
比如说，要是残余应力是拉应力，就好像把原子晶格给拉长了一点，那X射线弹出来的角度就会跟没有拉应力的时候不一样，可能会变得大一点或者小一点，就看这个拉应力是怎么个拉法喽。
同理，如果是压应力，把原子晶格给压得紧凑了些，X射线的衍射情况又会是另外一种变化。
科学家们就通过测量X射线衍射角度和强度的这些变化，然后用超级复杂的数学公式来计算出残余应力到底有多大。
这就像是根据小弹珠弹出来的奇怪轨迹，倒推这个弹珠游戏场地（原子晶格）被搞成啥样了，从而知道之前施加了什么样的残余应力。
你可别小看这个残余应力哦。
在很多地方它都特别重要呢。
就像在机械制造里面，如果零件有不合适的残余应力，可能这个零件在使用的时候就会莫名其妙地坏掉。
就像你穿了一双不合脚的鞋子，走几步就难受得不行。
通过X射线残余应力测试，就可以提前知道零件的状态，就像给零件做了一个超级细致的健康检查。
而且呀，在建筑材料里也是一样的道理。
要是建筑材料里面残余应力没控制好，那建筑物可能就会有安全隐患呢。
X射线衍射方法测量残余应力的原理与方法
X射线衍射方法测量残余应力的原理与方法-STRESSX射线衍射方法测量残余应力的原理与方法什么是残余应力？外力撤除后在材料内部残留的应力就是残余应力。
但是，习惯上将残余应力分为微观应力和宏观应力。
两种应力在X射线衍射谱中的表现是不相同的。
微观应力是指晶粒内部残留的应力，它的存在，使衍射峰变宽。
这种变宽通常与因为晶粒细化引起的衍射峰变宽混杂在一起，两者形成卷积。
通过测量衍射峰的宽化，并采用近似函数法或傅立叶变换方法来求得微观应力的大小。
宏观应力是指存在于多个晶体尺度范围内的应力，相对于微观应力存在的范围而视为宏观上存在的应力。
一般情况下，残余应力的术语就是指在宏观上存在的这种应力。
宏观残余应力（以下称残余应力）在X射线衍射谱上的表现是使峰位漂移。
当存在压应力时，晶面间距变小，因此，衍射峰向高度度偏移，反之，当存在拉应力时，晶面间的距离被拉大，导致衍射峰位向低角度位移。
通过测量样品衍峰的位移情况，可以求得残余应力。
X射线衍射法测量残余应力的发展X射线衍射法是一种无损性的测试方法，因此，对于测试脆性和不透明材料的残余应力是最常用的方法。
20世纪初，人们就已经开始利用X射线来测定晶体的应力。
后来日本成功设计出的X射线应力测定仪，对于残余应力测试技术的发展作了巨大贡献。
1961年德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使应力测定的实际应用向前推进了一大步。
X射线衍射法测量残余应力的基本原理Ｘ射线衍射测量残余内应力的基本原理是以测量衍射线位移作为原始数据，所测得的结果实际上是残余应变，而残余应力是通过虎克定律由残余应变计算得到的。
其基本原理是：当试样中存在残余应力时，晶面间距将发生变化，发生布拉格衍射时，产生的衍射峰也将随之移动，而且移动距离的大小与应力大小相关。
用波长λ的X射线，先后数次以不同的入射角照射到试样上，测出相应的衍射角2θ，求出2θ对sin2ψ的斜率M，便可算出应力σψ。
x射线衍射测量残余应力实验指导书
X射线衍射方法测量材料的残余应力一、实验目的与要求1.了解材料的制备过程及残余应力特点。
2.掌握X射线衍射（XRD）方法测量材料残余应力的实验原理和方法。
二、了解表面残余应力的概念、分类及测试方法种类, 掌握XRD仪器设备的操作过程。
三、实验基本原理和装置..1.X射线衍射测量残余应力原理当多晶材料中存在内应力时, 必然还存在内应变与之对应, 导致其内部结构(原子间相对位置)发生变化。
从而在X射线衍射谱线上有所反映, 通过分析这些衍射信息, 就可以实现内应力的测量。
材料中内应力分为三大类。
第I类应力, 应力的平衡范围为宏观尺寸, 一般是引起X射线谱线位移。
由于第I类内应力的作用与平衡范围较大, 属于远程内应力, 应力释放后必然要造成材料宏观尺寸的改变。
第II类内应力, 应力的平衡范围为晶粒尺寸, 一般是造成衍射谱线展宽。
第III类应力, 应力的平衡范围为单位晶胞, 一般导致衍射强度下降。
第II类及第III类内应力的作用与平衡范围较小, 属于短程内应力, 应力释放后不会造成材料宏观尺寸的改变。
在通常情况下, 我们测得是残余应力是指第一类残余应力。
当材料中存在单向拉应力时, 平行于应力方向的(hkl)晶面间距收缩减小(衍射角增大), 同时垂直于应力方向的同族晶面间距拉伸增大(衍射角减小), 其它方向的同族晶面间距及衍射角则处于中间。
当材料中存在压应力时, 其晶面间距及衍射角的变化与拉应力相反。
材料中宏观应力越大, 不同方位同族晶面间距或衍射角之差异就越明显, 这是测量宏观应力的理论基础。
原理见图1。
由于X射线穿透深度很浅, 对于传统材料一般为几十微米, 因此可以认为材料表面薄层处于平面应力状态, 法线方向的应力(σz )为零。
当然更适用于薄膜材料的残余应力测量。
图1 x 射线衍射原理图图2中φ及ψ为空间任意方向OP 的两个方位角, εφψ 为材料沿OP 方向的弹性应变, σx 及σy 分别为x 及y 方向正应力。
X射线衍射方法测量残余应力的原理与方法
X射线衍射方法测量残余应力的原理与方法-STRESSX射线衍射方法测量残余应力的原理与方法什么是残余应力？外力撤除后在材料部残留的应力就是残余应力。
但是，习惯上将残余应力分为微观应力和宏观应力。
两种应力在X射线衍射谱中的表现是不相同的。
微观应力是指晶粒部残留的应力，它的存在，使衍射峰变宽。
这种变宽通常与因为晶粒细化引起的衍射峰变宽混杂在一起，两者形成卷积。
通过测量衍射峰的宽化，并采用近似函数法或傅立叶变换方法来求得微观应力的大小。
宏观应力是指存在于多个晶体尺度围的应力，相对于微观应力存在的围而视为宏观上存在的应力。
一般情况下，残余应力的术语就是指在宏观上存在的这种应力。
宏观残余应力（以下称残余应力）在X射线衍射谱上的表现是使峰位漂移。
当存在压应力时，晶面间距变小，因此，衍射峰向高度度偏移，反之，当存在拉应力时，晶面间的距离被拉大，导致衍射峰位向低角度位移。
通过测量样品衍峰的位移情况，可以求得残余应力。
X射线衍射法测量残余应力的发展X射线衍射法是一种无损性的测试方法，因此，对于测试脆性和不透明材料的残余应力是最常用的方法。
20世纪初，人们就已经开始利用X射线来测定晶体的应力。
后来日本成功设计出的X射线应力测定仪，对于残余应力测试技术的发展作了巨大贡献。
1961年德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ法，使应力测定的实际应用向前推进了一大步。
X射线衍射法测量残余应力的基本原理Ｘ射线衍射测量残余应力的基本原理是以测量衍射线位移作为原始数据，所测得的结果实际上是残余应变，而残余应力是通过虎克定律由残余应变计算得到的。
其基本原理是：当试样中存在残余应力时，晶面间距将发生变化，发生布拉格衍射时，产生的衍射峰也将随之移动，而且移动距离的大小与应力大小相关。
用波长λ的X射线，先后数次以不同的入射角照射到试样上，测出相应的衍射角2θ，求出2θ对sin2ψ的斜率M，便可算出应力σψ。
Ｘ射线衍射方法主要是测试沿试样表面某一方向上的应力σφ。
残余应力无损检测方法
残余应力无损检测方法嘿，你知道不？残余应力那可是个大问题呢！无损检测方法就像个超级侦探，能在不破坏材料的情况下找出残余应力。
那咱就说说这神奇的无损检测方法吧！首先，X 射线衍射法就超厉害。
把材料放在那，X 射线一照，就像医生给病人拍片子似的，能看出材料内部的残余应力分布。
步骤嘛，就是调整好设备，让X 射线准确地照射到材料上，然后分析反射回来的X 射线信号。
这多牛啊！注意事项呢，可得小心操作设备，别让X 射线伤着自己。
那安全性咋样？放心吧，只要按规定操作，那是妥妥的安全。
稳定性也没得说，每次检测结果都挺靠谱。
这种方法适合检测各种金属材料，优势就是准确、快速。
比如说在航空航天领域，那飞机零件的残余应力检测可离不开它。
检测得准，飞机飞得才安心嘛！再说说超声检测法。
这就像用超声波给材料做体检。
把探头放在材料上，超声波在材料里传播，通过分析超声波的变化就能知道残余应力的情况。
步骤简单，放好探头，启动设备就行。
注意别把探头弄坏了。
安全性那是杠杠的，超声波又不会伤人。
稳定性也不错，检测结果比较稳定。
这种方法应用场景可广了，汽车制造、机械加工都能用。
优势就是方便、快捷，可以在生产线上直接检测。
这不就像有个随时待命的小助手嘛！还有磁测法呢！就像用魔法探测材料的残余应力。
通过测量材料的磁性变化来判断残余应力。
步骤不难，把仪器靠近材料就行。
注意别让磁场干扰其他设备。
安全性好得很，没啥危险。
稳定性也还行。
在钢结构检测中很管用。
优势就是可以快速检测大面积的材料。
哇塞，这多厉害！总之，残余应力无损检测方法那是超级棒！各种方法都有自己的优势和应用场景。
在实际生产中，根据不同的需求选择合适的方法，就能让我们的产品更安全、更可靠。
这难道不是超赞的事情吗？咱可一定要重视残余应力检测，让我们的生活更美好！。
x射线衍射法测残余应力
x射线衍射法测残余应力x射线衍射法是一种常用的测量材料中残余应力的方法。
残余应力是指在材料内部存在的无外力作用下的应力状态。
x射线衍射法通过观察材料晶体的衍射图样，可以间接获得材料中的残余应力信息。
在材料制备和加工过程中，常常会产生各种类型的应力，如热应力、机械应力等。
这些应力可能会导致材料的性能下降甚至失效。
因此，了解材料中的残余应力分布情况对于材料的设计和使用具有重要意义。
x射线衍射法测量残余应力的原理是基于布拉格衍射定律。
根据布拉格衍射定律，当x射线入射到晶体上时，会与晶体中的原子产生相互作用，形成衍射峰。
这些衍射峰的位置和强度与晶体中的晶格常数、晶体结构以及晶体内部的应力状态有关。
x射线衍射实验通常使用x射线衍射仪进行。
首先，将待测材料制备成适当的样品，通常为薄片或者粉末。
然后，将样品放置在x射线衍射仪的样品台上，调整x射线的入射角度和入射波长，使得x 射线与样品发生衍射。
通过观察和分析衍射图样，可以得到一些重要的信息。
首先，衍射峰的位置可以计算出晶格常数，从而了解材料的晶体结构。
其次，衍射峰的宽度可以反映出材料中的残余应力大小。
在材料中存在应力时，晶体中的晶面会发生畸变，从而导致衍射峰的展宽。
根据衍射峰的形状和宽度，可以计算出材料中的残余应力大小和分布情况。
x射线衍射法测量残余应力具有许多优点。
首先，它是一种非破坏性的测量方法，可以对样品进行多次测量，而不会对样品的性能和结构造成损害。
其次，x射线衍射法可以测量材料中的残余应力分布情况，而不仅仅是某一个点的应力值。
这对于了解材料的应力状态以及应力的来源具有重要意义。
然而，x射线衍射法也存在一些限制。
首先，它只能测量具有晶体结构的材料，无法对非晶态材料进行测量。
其次，x射线衍射法对于样品的制备要求较高，需要将样品制备成适当的形状和尺寸，并且表面应该光滑且无缺陷。
此外，x射线衍射法对于测量环境的稳定性要求较高，温度和湿度的变化都会对测量结果产生影响。
无损焊接残余应力 x射线
无损焊接残余应力 x射线一、无损焊接残余应力的介绍无损焊接残余应力是指焊接过程中由于热影响造成的焊接接头附近产生的应力。
焊接过程中，电弧或火焰的高温加热使得被焊接的材料局部膨胀，而冷却后又会产生收缩，导致焊接接头附近产生残余应力。
焊接过程中的残余应力对于焊接接头和焊接件的性能和寿命有着重要的影响。
首先，焊接残余应力会导致焊接接头的变形，使得焊接接头处于不稳定状态，容易产生裂纹和断裂。
其次，焊接残余应力也会影响焊接接头的力学性能，降低焊接接头的承载能力和抗疲劳性能。
最后，焊接残余应力还会影响焊接接头和焊接件的耐腐蚀性能，加速材料的腐蚀和氧化。
二、无损焊接残余应力的测试方法为了有效评估焊接件的残余应力，可以采用多种无损测试方法，其中最常用的是X射线方法。
X射线是一种电磁辐射，其波长较短，能够穿透物质并在后方产生相对强度较高的影像。
通过X射线检测，可以观察到物体内部的缺陷、残余应力等信息。
在焊接残余应力的测试中，常用的X射线测试方法有普通射线法和应力分析法。
1.普通射线法：通过拍摄焊接件的普通X射线照片，利用像差或位移等现象来分析焊接接头的残余应力。
该方法简便，但只能获得定性的结果，对残余应力的大小和分布不能进行准确的定量分析。
2.应力分析法：该方法是通过测量残余应力造成的晶体晶格畸变来评估焊接接头的残余应力。
该方法相对于普通射线法来说，可以获得较为准确的残余应力大小和分布图，但需要对测试结果进行一定的处理和分析。
三、利用X射线检测焊接残余应力的应用1.评估焊接件质量：通过X射线检测焊接件的残余应力，可以评估焊接接头的质量，并及时采取相应措施改善焊接工艺，避免焊接接头的断裂和故障。
2.优化焊接工艺：通过对焊接接头进行X射线检测，可以了解焊接接头的残余应力分布情况，进而优化焊接工艺，降低焊接接头的残余应力，提高焊接接头的性能和寿命。
3.预防裂纹和断裂：焊接接头的残余应力往往是导致裂纹和断裂的主要原因之一。
X射线衍射测定残余应力
机电工程学院电子课堂本栏目内容仅供教学参考，未得到作者同意不得用于其它目的第一章 X射线衍射分析§1-6宏观残余应力的测定残余应力的概念：残余应力是指当产生应力的各种因素不复存在时，由于形变，相变，温度或体积变化不均匀而存留在构件内部并自身保持平衡的应力。
按照应力平衡的范围分为三类：第一类内应力，在物体宏观体积范围内存在并平衡的应力，此类应力的释放将使物体的宏观尺寸发生变化。
这种应力又称为宏观应力。
材料加工变形（拔丝，轧制），热加工（铸造，焊接，热处理）等均会产生宏观内应力。
第二类内应力，在一些晶粒的范围内存在并平衡的应力。
第三类内应力，在若干原子范围内存在并平衡的应力。
通常把第二和第三两类内应力合称为“微观应力”。
下图是三类内应力的示意图，分别用sl,sll,slll表示。
构件中的宏观残余应力与其疲劳强度，抗应力腐蚀能力以及尺寸稳定性等有关，并直接影响其使用寿命。
如焊接构件中的残余应力会使其变形，因而应当予以消除。
而承受往复载荷的曲轴等零件在表面存在适当压应力又会提高其疲劳强度。
因此测定残余内应力对控制加工工艺，检查表面强化或消除应力工序的工艺效果有重要的实际意义。
测定宏观应力的方法很多，有电阻应变片法，小孔松弛法，超声波法，和X射线衍射法等等。
除了超声波法以外，其它方法的共同特点都是测定应力作用下产生的应变，再按弹性定律计算应力。
X射线衍射法具有无损，快速，可以测量小区域应力等特点，不足之处在于仅能测量二维应力，测量精度不十分高，在测定构件动态过程中的应力有一些困难。
1-4-1 X射线宏观应力测定的基本原理测量思路：金属材料一般都是多晶体，在单位体积中含有数量极大的，取向任意的晶粒，因此，从空间任意方向都能观察到任一选定的{hkl}晶面。
在无应力存在时，各晶（如下图所示）。
粒的同一{hkl}晶面族的面间距都为d当存在有平行于表面的张引力（如σφ）作用于该多晶体时，各个晶粒的晶面间距将发生程度不同的变化，与表面平行的{hkl)（ψ=0o）晶面间距会因泊松比而缩小，而与应力方向垂直的同一{hkl)（ψ=90o）晶面间距将被拉长。
x射线等效残余应力
x射线等效残余应力摘要：1.引言2.X 射线等效残余应力的定义3.X 射线等效残余应力的测量方法4.X 射线等效残余应力的应用5.结论正文：【引言】在材料科学和工程领域，残余应力是一个重要但难以直接观测的参数。
为了解决这个问题，研究人员发展了许多间接测量方法，其中X 射线等效残余应力是一种常用的方法。
本文将介绍X 射线等效残余应力的定义、测量方法和应用。
【X 射线等效残余应力的定义】X 射线等效残余应力是指材料在经过一定程度的塑性变形后，在微观层面上产生的内部应力。
这种应力是由于材料内部的原子或分子在变形过程中发生重新排列，使得周围区域的原子受到吸引力或排斥力，从而产生应力。
X 射线等效残余应力可以通过X 射线衍射技术来测量。
【X 射线等效残余应力的测量方法】X 射线等效残余应力的测量方法主要基于X 射线衍射技术。
该技术利用X 射线与材料中的原子发生相互作用，通过分析衍射数据可以获取材料的结构信息。
在测量残余应力时，需要对材料进行一定的塑性变形，然后通过X 射线衍射技术测量变形后的材料结构与原始结构的差异，从而计算出等效残余应力。
【X 射线等效残余应力的应用】X 射线等效残余应力测量技术在许多领域都有广泛的应用，包括航空航天、汽车制造、核工业等。
这些领域中的部件在制造和使用过程中常常会受到残余应力的影响，通过X 射线等效残余应力测量技术可以有效地评估和优化材料的性能，提高部件的使用寿命和安全性。
【结论】X 射线等效残余应力是一种间接测量材料内部残余应力的方法，基于X 射线衍射技术。
该方法在航空航天、汽车制造、核工业等领域有广泛的应用。
测试残余应力的方法
测试残余应力的方法
1. X射线衍射，这是一种常用的方法，通过测量材料中晶格的微小变化来确定残余应力的存在和大小。
X射线衍射技术可以提供非常精确的残余应力测量。
2. 中子衍射，类似于X射线衍射，中子衍射也可以用于测量材料中的残余应力。
中子衍射对于一些特定类型的材料有其独特的优势，例如对于氢含量较高的材料。
3. 光学方法，包括全息干涉法和光栅法等，这些方法利用光的干涉原理来测量材料中的残余应力。
4. 荧光法，通过在材料表面施加荧光材料，并观察其发光的变化来测量残余应力。
5. 超声波法，利用超声波在材料中传播的速度和衰减来推断材料中的残余应力。
6. 磁性方法，包括磁滞回线测量和磁致伸缩测量等，这些方法利用材料中的磁性特性来推断残余应力。
综合利用以上方法，可以全面、多角度地测量材料中的残余应力，从而更好地了解材料的性能和行为。
这些方法在工程、材料科学和制造业等领域都有广泛的应用。
X射线衍射法残余应力测试
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。
x射线法测残余应力试验方案
x射线法测残余应力试验方案一、试验目的。
咱们为啥要做这个X射线法测残余应力的试验呢？简单来说，就是想知道那些经过加工或者处理后的材料里面还藏着多少“内部压力”。
这残余应力可重要啦，如果控制不好，可能会让材料在使用过程中突然出问题，就像一颗隐藏的小炸弹一样。
所以咱们得把这个残余应力给找出来，好好研究研究。
二、试验材料和设备。
1. 试验材料。
咱们得先找一些有代表性的材料来做试验。
比如说，金属材料可以选铝合金或者钢材，这两种材料在工业上可常见啦，就像大街上到处能看到的汽车和大楼里的钢梁，很多都是用它们做的。
如果想再丰富一点，也可以加上一些陶瓷材料或者复合材料。
这些材料各有各的特点，残余应力的情况肯定也不一样，这样咱们的试验结果就更全面啦。
2. 试验设备。
X射线应力分析仪：这可是咱们的主角，它就像一个超级侦探，可以用X射线把材料内部的应力情况给侦查出来。
要找一台精度高、稳定性好的分析仪，就像找一个厉害的侦探一样重要。
样品夹具：这个夹具的作用就是把咱们的样品稳稳地固定住，让X射线可以准确地对它进行检测。
夹具的设计要根据样品的形状和大小来，就像给每个样品定制一个专属的小椅子一样。
计算机：它和X射线应力分析仪是好搭档，用来记录和分析检测到的数据。
计算机就像一个聪明的小秘书，把分析仪发现的各种信息都整理得井井有条。
三、试验样品准备。
1. 样品尺寸和形状。
对于金属材料的样品，咱们可以把它们加工成小方块或者小圆柱的形状。
尺寸的话，边长或者直径大概在10 20毫米左右就挺合适的，厚度可以是5 10毫米。
这样的尺寸既方便操作，又能保证X射线检测的准确性。
要是陶瓷材料或者复合材料，形状可以更灵活一点。
比如陶瓷可以做成薄片的形状，复合材料可以根据它原本的结构特点，截取合适大小的块状样品。
2. 样品加工和处理。
在加工样品的时候，可一定要小心哦。
尽量采用精密的加工方法，减少加工过程中引入新的残余应力。
比如说用数控加工中心来加工金属样品，这样可以精确地控制加工的参数，就像一个细心的工匠在雕琢一件艺术品一样。
残余应力的测试方法
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。
X射线法残余应力测试.pptx
σφ
σψφ = α12 σ1+ α22 σ2 + α32 σ3 εψφ = α12 ε1+ α22 ε2 + α32 ε3
α1 = sinψcosφ α2 = sinψsinφ α3 = cosφ
二、 X射线法残余应力测试原理
2.2 X射线残余应力测定原理
ψ1=0° ψ2
ψ3
ψ4
d1
σφ
一、晶体学基础
1.3 晶体学参数
晶体学中，常用密勒指数表示平面的空间取向。
c b
c/2
b/2
(322)
o a/3
a
晶面指数：（hkl）
[111]
[110]
晶向指数：[uvw]
二、 X射线法残余应力测试原理
2.1 布拉格定律
当X射线照射到晶体上时，将产生相干散射和不相干散射， 相干散射会产生干涉，在相邻光程差为波长整数倍时产生衍射 现象。
目录
一、 晶体学基础 二 、X射线法残余应力测试原理 三 、测试方法 四、 应用
一、晶体学基础
1.1 晶体结构
晶体是由原子等在三维空间周期性排列而成的固体物质，晶体的内 部结构称为晶体结构。
晶体结构中同类等同点构成的几何图形称为空间点阵。
c βγbα a一、晶体学源自础1.2 晶系七大晶系
θ a
干涉加强条件：
d
2d(hkl) sinθ = n λ
二、 X射线法残余应力测试原理
2.1 布拉格定律
立方晶系消光规律：
体心立方：H+K+L=偶数时发生衍射 面向立方：H、K、L全奇或全偶时发生衍射
二、 X射线法残余应力测试原理
2.2 X射线残余应力测定原理
x射线测残余应力计算公式
x射线测残余应力计算公式一、X射线测残余应力基本原理。
1. 布拉格方程。
- X射线照射到晶体材料时，会发生衍射现象。
布拉格方程为2dsinθ = nλ，其中d是晶体的晶面间距，θ是衍射角，n是衍射级数（通常取n = 1），λ是X射线的波长。
- 当材料存在残余应力时，晶面间距d会发生变化，从而导致衍射角θ的改变。
通过测量衍射角的变化，可以计算出残余应力。
二、残余应力计算公式。
1. 平面应力状态下的公式。
- 对于各向同性材料，在平面应力状态下，根据弹性力学理论和X射线衍射原理，残余应力σ_φ的计算公式为：σ_φ=-(E)/(2(1 + ν))cotθ_0(π)/(180)(∂(2θ))/(∂sin^2)φ- 其中，E是材料的弹性模量，ν是材料的泊松比，θ_0是无应力状态下的衍射角，2θ是测量得到的衍射峰对应的衍射角（通常取衍射峰的半高宽对应的角度），φ是测量方向与应力方向的夹角。
2. 简化假设下的常用形式。
- 在一些实际应用中，假设材料的弹性常数E和ν为已知常数，并且在测量过程中，θ_0通过标准样品或理论计算得到。
此时，可以通过测量不同φ角度下的2θ值，然后对(∂(2θ))/(∂sin^2)φ进行数值计算（例如采用最小二乘法拟合测量数据），进而得到残余应力σ_φ的值。
3. 多晶材料的情况。
- 对于多晶材料，由于其晶体取向是随机分布的，需要采用特定的测量方法和数据处理手段。
通常采用的是sin^2φ法，即通过测量多个φ角度（如φ =0^∘,15^∘,30^∘,45^∘等）下的衍射角2θ，然后根据上述公式计算残余应力。
在多晶材料中，上述公式仍然适用，但在数据处理和误差分析方面需要更加谨慎，因为多晶材料的晶体结构和织构等因素会对测量结果产生影响。
X射线残余应力测定方法的原理与应用
残余应力是第一类内应力的工程名称。
残余应力在工件中的分布一般是不均匀的，而且会对工件的静强度、疲劳强度、形状尺寸稳定性和耐蚀性等产生显著的影响。
因此，残余应力的测定非常重要。
残余应力测定方法可分为有损检测法和无损检测法。
有损检测法是通过机械加工的方式将被测工件的一部分去除，局部残余应力得到释放从而产生相应的应变和位移，根据相关力学原理推算工件的残余应力。
常用的有损检测方法有钻孔法与环芯法。
无损检测法是利用残余应力会引起材料中某一物理量（如晶面间距、超声波在材料中的传播速率或磁导率等）的变化，通过建立此物理量与残余应力之间的关系，测定相关物理量从而计算出残余应力。
常用的无损检测方法有X射线衍射法、中子衍射法、磁性法与超声法，其中，X射线衍射法因其原理较为成熟、方法较为完善，是目前在国内外应用最为广泛的方法，其测试设备也越来越完善，既有功能齐全的实验室仪器，也有适用于现场测量的便携式仪器，还有适于特殊场合的专用检测装置。
采用X射线衍射法测定残余应力，最早是由俄国学者在1929年提出，把材料的宏观应变等同于晶格应变。
1961年德国学者基于这个思路研究出sin2ψ法，使得X射线衍射测定残余应力逐渐成为成熟的、具有可操作性的测试技术。
X射线衍射测定残余应力技术经过60余年的发展，已开发出多种不同的测量方法，目前最主要的有sin2ψ法与cosα法两种。
1X射线衍射残余应力测定方法分类为了掌握X射线衍射残余应力测定技术，有必要对其方法进行归纳，具体如下：(1) X射线衍射残余应力测定方法可分为sin2ψ法、cosα法。
(2) sin2ψ法按照残余应力计算方法分类，可分为2θ法、d值法、应变法。
(3) sin2ψ法按ψ与2θ的几何关系分类，可分为同倾法、侧倾法。
(4) 按X射线管、计数管扫描方式可分为固定ψ0法，固定ψ法。
(5) 侧倾法又可分为标准的侧倾法、修改的侧倾法、侧倾固定ψ法。
(6) 测定剪切应力τφ采用的正负ψ测定法。
X射线晶体学 第12章 残余应力测量 图文
主应力（或主应变）与分量的关系。 为求出式中的斜率M，至为0°~45°法； 也可以使用四点法，即0°、15°、30°、45°；
或者采用六点法，即0°、0° 、15°、30°、45°、45°。这是因为
回火(包括稳定化处理等）和振动时效(Vibration Stress Relief，简称VSR)是目前常用且比较有效的消除残余应 力的方法。
若对存在残余应力的试件加热，则残余应力将随加热温 度的升高而不断降低。
当回火温度超过500℃时，各种碳钢的淬火残余应力基本 上接近于零。
对那些合金元素较多，回火稳定性好的钢则需加热到更 高的温度，具体温度可查阅有关手册。
第二类应力是平衡于晶粒尺寸范围内的应力，相当于各个 晶粒尺度范围（或各晶粒区域）的内应力的平均值，可归 结为各个晶粒或晶粒区域之间的变形不协调性。这类应力 通常使x射线衍射谱线展宽（也可能使衍射谱线位移）。
第三类应力是平衡于单位晶胞内的应力，是局部存在的内 应力，围绕着各个晶粒的第二类应力值的波动。对晶体材 料而言，它与晶格畸变和位错组态相联系。这类应力使X射 线衍射强度下降。
通过加热来消除残余应力的方法适用于各种形状的工件， 但大型工件受加热炉炉膛尺寸的限制，可以采用机械加 工的方法，如喷砂喷丸处理，使工件表层由拉应力改变 为压应力，提高工件抗应力腐蚀性能。
2. 残余应力的测量原理
X射线应力测定的基本原理由俄国学者AKCEOИOB于 1929年提出，它的基本思路是，一定应力状态引起的材 料的晶格应变和宏观应变是一致的。
晶格应变可以通过X射线衍射技术测出；宏观应变可根 据弹性力学求得，因此从测得的晶格应变可推知宏观应 力。
日本成功设计出的X射线应力测定仪对于残余应力测试 技术的发展作了巨大贡献。
残余应力检测方法
残余应力检测方法残余应力是指在物体内部或表面存在的应力状态，它是在物体制造、变形或加工过程中产生的，但在外力作用消失后仍然存在的应力。
残余应力的存在对材料的力学性能、耐久性能和稳定性能都有着重要的影响，因此残余应力的检测方法显得尤为重要。
一、X射线法。
X射线法是一种常用的残余应力检测方法，它利用X射线对材料进行透射或衍射，通过分析X射线的衍射角度和强度来确定材料中的残余应力状态。
这种方法具有非破坏性、高精度和广泛适用性的特点，可以对各种材料的残余应力进行准确的检测和分析。
二、光弹法。
光弹法是一种利用光学原理来测定材料内部应力状态的方法，它通过在材料表面或内部施加一定的载荷，观察材料的变形情况，从而推断出材料的残余应力状态。
光弹法具有高灵敏度、高分辨率和实时性好的特点，适用于各种材料的残余应力检测。
三、超声波法。
超声波法是一种利用超声波在材料中传播的速度和衰减情况来测定材料内部应力状态的方法，它通过对超声波的传播特性进行分析，可以准确地测定材料中的残余应力状态。
超声波法具有高灵敏度、高分辨率和实时性好的特点，适用于各种材料的残余应力检测。
四、磁致伸缩法。
磁致伸缩法是一种利用材料在磁场中的应力-应变特性来测定材料内部应力状态的方法，它通过对材料在磁场中的磁致伸缩效应进行测量和分析，可以准确地测定材料中的残余应力状态。
磁致伸缩法具有高灵敏度、高分辨率和实时性好的特点，适用于各种材料的残余应力检测。
五、电子衍射法。
电子衍射法是一种利用电子束在材料中的散射情况来测定材料内部应力状态的方法，它通过对电子的散射角度和强度进行分析，可以准确地测定材料中的残余应力状态。
电子衍射法具有高精度、高分辨率和实时性好的特点，适用于各种材料的残余应力检测。
综上所述，残余应力检测是材料科学领域中的重要课题，不同的残余应力检测方法各有特点，可以根据具体的应用需求选择合适的方法进行检测和分析。
随着科学技术的不断发展，残余应力检测方法也在不断完善和创新，相信在未来会有更多更高效的残余应力检测方法出现，为材料科学研究和工程应用提供更多的支持和帮助。