方法

原理

适用对象

优缺点

X射线衍射法

根据布拉格定律2dsinθ = nλ，当受力时d会发生变化，通过X射线谱位偏移的大小计算应力。

常规法：弹性各向异性的同性晶态材料。侧倾法：脆性、不透明材料等。

无损、准确、可靠是确定陶瓷材料残余应力的最好方法，但成本高、射线穿透能力有限只能测量样品表层的应力。

中子衍射法

与X射线衍射法类似，通过研究衍射束的峰值位置和强度来获得应变和应力。

复合材料、多相材料等。

无损、穿透能力强、空间分辨率可达到毫米量级可以测量材料内部的残余应力。

Stoney公式法

利用Stoney公式通过测量镀膜前后材料曲率半径的变化计算残余应力。

悬臂梁法：适合基片弹性好、厚度均匀、薄膜厚度与样品长度比值较小的样品；

基片曲率法：主要应用于基底是圆形或长方形的材料。

无损、可用于现场测量。

磁测法

根据铁磁材料受力后，磁性的变化来测量内应力。

铁磁材料

仪器轻便、操作简单、测量速度快、适应性强但由于对材料结构等因素较敏感限制了它的应用。

超声波法

基于声弹性理论，利用受应力材料中的声双折射现象测量残余应力。

主要是金属材料

无损、便于携带、可用于现场测量、穿透能力强、方向性好、可实现定向发射，但测量精度低，只能进行纵向或横向应力的单向测量。

剥层曲率半径法

对基片采用双层镀膜，通过测量曲率的半径变化，利用Stoney公式计算σ。

硬质薄膜材料

有效的消除水平放置的试片基材因自重产生的扰度对测量结果的影响，提高了测量的精度。

小孔法

通过钻孔释放样品应力，通过测量应变计上的应变利用弹性力学公式计算应力。

各向同性的弹性材料，对一般金属材料要对公式进行修改。

操作简便、测量方便、测量精度高，但对构件造成损伤。

裂纹柔度法

释放被测物的残余应力，通过测定相应的应变、位移或转角等量值，计算分析残余应力。

各种热(冷)轧板材表层与全厚残余应力分布的理想方法。

应变测量元件的灵敏度大，具有更好的敏感性和精确性，但测试误差有待研究。

纳米压痕法

采用硬度试验方法、借鉴盲孔法的应变测量思想、根据应力场干涉理论而形成的一种全新的残余应力测量方法。

薄膜材料

有极高的力分辨率和位移分辨率、能连续记录加载和卸载期间载荷位移的变化。

溅射深度剖析法

应力致扩散使扩散前后的深度剖面发生变化。

薄膜材料

需在薄膜内产生较大的应力，深度剖析有较高的深度分辨率。目前该方法还没有任何报道。