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殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。 有損測試方法就是應力釋放法，也可以稱為機械的方法；無損方法就是物理的方法。 機械方法用得多的是鉆孔法（盲孔法），其次還有針對一定對象的環芯法。 物理方法中用得多的是X射線衍射法，其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法。
X射線衍射法殘余應力測量
在各種無損測定殘余應力的方法之中，X射線衍射法被認為可靠和實用的。它原理成熟，經歷了七十 余年的進程，在國內外廣泛應用于機械工程和材料科學，取得了好的成果。 X-射線應力測定儀是一種簡化和實用化的X射線衍射裝置，因而它還有一項附加的功能──測定鋼中殘余奧氏體含量。 由于它適用于各種實體工件，而且能夠針對同一點以不同的φ角、Ψ角進行測試,以探測織構的影響，這項功能便具備 了重要的用途。
盲孔法殘余應力測量
殘余應力檢測儀主要采用盲孔法進行各種材料和結構的殘余應力分析和研究，還可作為在靜力強度研究中測量結 構及材料任意點變形的應力分析儀器。如果配用相應的傳感器，也可以測量力、壓力、扭矩、位移和溫度等物理量。 它以計算機為中央微處理機，采用高精度測量放大器、數據采集和處理器，測量中無需調零，可直接測出殘余應力值 的大小及方向，實現了殘余應力測量的自動化。
磁測法殘余應力測量
三維應力磁測系統主要是通過磁測法來測定鐵磁材料在內應力的作用下磁導率發生的變化確定殘余應力的大小和 方向。鐵磁材料具有磁疇結構，其磁化方向為易磁化軸向方向，同時具有磁致伸縮性效應，且磁致伸縮系 數是各向異性的，在磁場作用下，應力產生磁各向異性。磁導率作為張量與應力張量相似。通過傳感器和高精度的測量電路，將磁導率變化轉變為電信號，輸出電流（或電壓）值來反映應力值的變化，并通過裝有特定殘余應力計 算機軟件的計算機計算，得出殘余應力的大小、方向和應力的變化趨勢。
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