殘余應(yīng)力是指材料、構(gòu)件或零部件在無(wú)外力作用時(shí)，內(nèi)部自身保持平衡的應(yīng)力。它是材料在加工制造（如鑄造、鍛造、焊接、切削加工、熱處理等）或使用過程中，因不均勻的塑性變形、相變、溫度變化或外部載荷去除后未能完1全釋放的應(yīng)力，以自平衡狀態(tài)存在于材料內(nèi)部。
加工制造過程
熱加工：如鑄造、焊接、熱處理時(shí)，材料各部位冷卻速度不均，導(dǎo)致收縮或膨脹不一致（如焊接時(shí)焊縫區(qū)高溫膨脹受周邊低溫區(qū)域約束，冷卻后形成拉應(yīng)力）。
機(jī)械加工：切削、磨削等工藝會(huì)使表面層產(chǎn)生塑性變形，內(nèi)部彈性變形區(qū)域試圖恢復(fù)原狀，導(dǎo)致表面形成殘余應(yīng)力（如磨削常產(chǎn)生表面壓應(yīng)力）。
相變：材料熱處理（如淬火）時(shí)，不同區(qū)域相變時(shí)間或組織轉(zhuǎn)變不完1全（如馬氏體與奧氏體比容差異），引發(fā)內(nèi)應(yīng)力。
裝配與使用過程
按作用范圍分類
宏觀殘余應(yīng)力（第一類應(yīng)力）：作用于材料宏觀區(qū)域（如構(gòu)件整體或較大體積），應(yīng)力平衡范圍可達(dá)毫米級(jí)。例如焊接件中沿焊縫長(zhǎng)度方向的拉應(yīng)力。
微觀殘余應(yīng)力（第二類應(yīng)力）：作用于晶粒或亞晶粒尺度，應(yīng)力在晶粒間或晶內(nèi)不同區(qū)域平衡，尺度為微米級(jí)。例如多晶材料中各晶粒變形不均勻產(chǎn)生的應(yīng)力。
超微觀殘余應(yīng)力（第三類應(yīng)力）：存在于原子尺度，由晶格畸變（如位錯(cuò)、空位等缺陷）引起，影響材料力學(xué)性能（如強(qiáng)度、韌性）。
按應(yīng)力性質(zhì)分類
測(cè)量方法分為
無(wú)損檢測(cè)（如超聲波法、磁測(cè)法、中子衍射法）和
有損檢測(cè)（如鉆孔法、剝層法），具體選擇需根據(jù)材料類型、應(yīng)力深度、精度要求等確定（詳見
殘余應(yīng)力測(cè)量方法介紹）。
工藝優(yōu)化：改進(jìn)加工流程（如焊接時(shí)采用對(duì)稱施焊、預(yù)熱緩冷），減少應(yīng)力產(chǎn)生源頭。
熱處理：通過退火、回火等工藝消除或降低殘余應(yīng)力（如鑄件的去應(yīng)力退火）。
機(jī)械處理：噴丸、振動(dòng)時(shí)效等方法使材料產(chǎn)生微小塑性變形，釋放應(yīng)力并調(diào)整應(yīng)力分布。
數(shù)值模擬：利用有限元分析（FEA）預(yù)測(cè)加工過程中的應(yīng)力分布，指導(dǎo)工藝參數(shù)優(yōu)化。
殘余應(yīng)力的研究對(duì)航空航天、機(jī)械制造、能源等領(lǐng)域的質(zhì)量控制和可靠性提升具有重要意義，例如通過控制殘余應(yīng)力可延長(zhǎng)零部件壽命、減少故障風(fēng)險(xiǎn)
