残余应力技术介绍
一、 残余应力的概念：指在没有外力作用条件下构件或材料内部存在并且自身保持平衡的宏观应力。
残余应力概念描述：构件在制造过程中，往往运用多种工艺手段。制造完成之后，常因各种工艺带来的不均匀塑性变形或拘束条件的存在,材料的一定区域内会保留弹性应变和相应的弹性应力，这些弹性应力又反作用于塑性变形区，使之产生相反的弹性应变和相应的弹性应力，这些自身相互平衡的弹性应力就是内应力，工程上将宏观内应力称之为残余应力。换一种描述方法：残余应力可以理解为贮存在材料中的弹性势能。
二、 残余应力产生原理：
生产制造时各种工艺的作用和影响在构件上产生了不均匀的塑性变形是产生残余应力的根源。引起不均匀塑性变形的因素可以归结为如下几方面：不均匀的机械形变、不均匀的温度变化、不均匀的相变引起的。在机械加工中，各种各样的冷弯、冷卷、冷拔、冷校直工艺，产生残余应力；各种切削加工，都会在表层留下不同深度的塑性变形层，而且变形量沿层深变化梯度明显，所以都会产生残余应力；喷丸强化工艺更是因不均匀塑性变形产生残余应力；焊接是一个局部熔化、局部高温、温度梯度极高、温度快速升高快速下降，并且发生结晶和相变的过程。典型的极端的不均匀温度变化，必然产生残余应力；在许多情况下，残余应力的产生都是多种因素组合作用的结果。
三、 残余应力的应用：
1、 水电金属结构等残余应力测试及分析：对于钢和铝合金制作的结构，特别是大型拼焊构件，人们普遍考虑的是残余应力对结构安全和寿命的影响；过大的残余应力，或者过分不均匀的残余应力，可能导致构件变形或开裂，造成早期失效，甚至引发安全事故。
2、 对构件静强度的影响：对于塑性材料制成的拉伸试棒而言，当拉伸应力刚刚达到材料的屈服极限的时候，残余应力就开始松弛了，残余应力对其静强度没有显著影响；如果材料的屈强比 σs / σb很高，其塑性变形容量很小，则应考虑残余应力对材料静强度的影响。
3、 残余应力与疲劳强度：对于轧辊、齿轮、轴承、弹簧、曲轴之类的零部件，主要考虑如何通过调整残余应力状态来提高零件的疲劳寿命。残余应力技术已普及到几乎所有机械类行业，如各种重要装备例如核电设备的汽轮机轮盘、叶片、转子、联轴器、齿轮、弹簧、涡扇发动机盘组合件、高铁连杆的残余应力分析和研究；残余应力技术在判断零部件局部塑性变形及损伤失效过程（如服役汽轮机转子、服役发动机轮盘、服役船体焊接构件、高压锅炉排管、机场建筑承力梁等）、在分析失效机理和原因并提供预防对策（如燃机叶轮槽附近残余应力分布、电站管道裂纹附近残余应力分布等）、在航空制造与再制造领域的应用方面都卓有成效，中国航发北京航空材料研究院陶春虎研究员，在大量航空制件失效分析中评估残余应力的作用，认为残余应力对航空构件的服役安全起着关键的作用。
4、 残余应力与应力腐蚀：对于在具有腐蚀性环境或介质里工作的零部件，还必须考虑应力腐蚀问题。残余拉应力，和外加载荷的拉应力一样，是促成应力腐蚀的因素之一。如空调阀门产品，因为存在残余拉应力，经氨熏试验，发生严重的裂纹。这是典型的应力腐蚀现象。
5、 残余应力与零件形状尺寸稳定性：对于精密零部件，则应当关注残余应力对零件形状尺寸稳定性的影响。宏观残余应力的释放必然会引起形状尺寸的变化。如轻质合金（如镁合金、铝合金、钛合金）零件内部残余应力是诱发其尺寸不稳定性的主要因素之一，残余应力幅度的大小直接影响零件的尺寸精度。降低零件自身的残余应力的方案：
① 改善机械加工参数（刀具种类、进刀量、速度、冷却液等）； ② 采用合理的参数对零件进行消除应力处理。
本公司希望通过提供残余应力分析测试服务，为广大生产制造企业提供完善的一站式相关技术服务，为中国的工业强基工程早日实现贡献自己的力量！
