刘海波，张 祥，刘彦坤，王永青

（大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连116024）

1 引言

残余应力是工件未受到宏观力的作用时，材料内部因塑性变形的不均匀而引起的内部保持平衡的力。在工业自动化生产中如切削、磨削、轧制及滚压等，不可避免地伴随残余应力的产生。残余应力不仅使得工件的尺寸与形位精度及工件的疲劳强度等性能下降，同时导致工件失效引发工程安全隐患。因此，有必要准确地评估工件材料在使用阶段的残余应力水平，以评估其可靠性。

残余应力检测方法主要分为机械法和物理检测法两种。机械法主要包括取条法、开槽法、剥离法和钻孔法等。这些方法对工件表面进行不同程度的破坏，不适用于价值昂贵且不易更换的工件。物理检测法主要包含X射线法、中子法、磁测法和超声法等。X射线法穿透深度较浅，而中子法等其它无损检测方法，不仅设备昂贵，而且对人体有害。超声法具有穿透能力强、方向性好、安全快速可控制等优点，因此拥有很高的工程应用价值。

国内外机构和学者对工件材料残余应力超声无损检测进行了研究。文献[1]采用超声横波探头实现了嵌入式焊盘的残余应力检测，并采用传统破坏性检测进行了对比验证。文献[2]利用LCR波检测了液压罐上部的焊接应力状态，并实现了数据的自动化采集。文献[3]使用LCR波检测了工件焊缝周围的残余应力状态，并对声弹性系数进行了修正，使其应力测量精度与小孔法检测技术相当。……