残余应力的分类及应力检测方法

械制造过程会产生各种残余应力，实践表明，残余应力对数控机床的精度、可靠性和精度寿命都会产生很大的影响，但这一问题还未引起机床制造企业的足够重视。

残余应力产生的原因可分为源于外部作用力的外部原因和源于工件内部组织结构不均匀的内在原因，如表1所示。

产生残余应力的过程和原因多种多样，通常可以按照残余应力相互作用范围的大小、残余应力产生原因以及产生残余应力的工艺过程进行分类，如图1所示。顾名思义，宏观应力是指残余应力在零件宏观区域内处于平衡状态，而微观应力则是指残余应力在金属晶粒、晶界及更小的微观结构内保持平衡。体积应力是由外部作用对零件不均匀的影响而产生的，组织应力是由组织不均匀产生的。

对残余应力进行检测，首要目的是为了判断工件内残余应力的大小，其次可以评估时效处理

对于消除工件内残余应力的效果。残余应力的测试方法包括机械测试法和物理测试法。

械测试法是将被测试工件的一部分去除，局部残余应力得到释放从而产生相应的应变和位移，根据相关力学原理可以计算出工件残余应力，比如盲孔法、环芯法、剥层法等。其中盲孔法

使用最成熟。

国内外均有以盲孔法为原理的残余应力检测仪可以实现残余应力的自动检测和精确计算，如

国内华云盲孔法残余应力测试仪在工业生产均中有广泛应用。

物理测试法是依据光波衍射等物理现象和规律来检测残余应力，例如X射线衍射法、磁测法、中子衍射法以及超声波法等。物理测试法中应用最广泛的是X射线衍射法。根据布拉格定律，X射线入射到无应力晶体上时，如果相邻两晶面散射的X射线的光程差为波长的整数倍，则

会产生衍射现象；当工件表面有残余应力时，晶格间距发生变化，从而使X射线衍射角度发

生偏移，根据偏移量结合弹性力学公式即可计算残余应力。

X射线衍射法测试方便快捷，对测试工件无损伤，然而受到工件表面状态的影响。另外，盲

孔法可以测量一定深度内残余应力的平均值，而X射线法因X射线穿透能力有限，通常只能

检测工件表面残余应力水平。