徐春广，宋文涛，潘勤学，李 骁，靳 鑫，刘海洋

（北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081）

残余应力是材料内部不均匀塑性变形引起的自身保持平衡的弹性应力。根据德国学者Macherauch（马赫劳赫）博士于1973年提出的内应力模型［1］，可将残余应力分为三类。第Ⅰ类内应力是材料中晶粒之间的平均应力，作用范围是毫米级；第Ⅱ类内应力作用在单个晶粒内，各晶粒之间因弹性和塑性各向异性而不同；第Ⅲ类内应力存在于晶粒中，其本质上是由晶粒内存在的位错和其它缺陷造成的。第Ⅰ类内应力称为宏观残余应力，第Ⅱ类和第Ⅲ类内应力统称为微观应力。通常检测到的是宏观残余应力。

残余应力的产生主要源于不均匀的弹塑性变形、不均匀的温度变化以及不均匀的相变。在很多情况下，残余应力的产生是以上三种因素综合作用的结果［2］。加工制造过程中，残余应力不可避免，其影响有利有弊，一方面希望消除残余拉应力，另一方面希望预置残余压应力。如对于大型拼焊构件，焊接残余应力可能导致构件变形或开裂，造成早期失效；而对于轧辊、齿轮、轴承、弹簧、曲轴、身管之类的零部件，主要考虑如何通过施加残余压应力来提高零件的疲劳强度［3］。

为了有效地控制和利用残余应力，需要准确地检测出残余应力值，并对其状态进行合理的评估。目前残余应力检测的方法有很多，如X射线法、盲孔法、巴克豪森法等。2012年，意大利Rossini教授对比分析各种检测方法后认为，超声波法是残余应力的无损检测发展方向上最有前途的技术之一［3］。……