在金屬材料與複合材料的世界裏，有一種力量看不見摸不著，卻能決定一個部件的生死，它就是殘餘應力。殘餘應力是材料在加工（如焊接、鑄造、機加工、熱處理）過程中，由於不均勻的塑性變形或溫度梯度而殘留在內部的應力。拉應力會加速疲勞裂紋的萌生，導致構件突然斷裂；而壓應力則能提高疲勞壽命。因此，殘餘應力分析不僅是材料科學的基礎課題，更是保障重大裝備安全的“生命線”。
殘餘應力分析主要分為有損（破壞性）與無損（非破壞性）兩大流派。有損法以盲孔法為代表，通過在材料表麵鑽一個微小盲孔，釋放局部應力，利用貼在周圍的應變花測量釋放的應變，再反推原始應力。該方法理論成熟、精度較高，但對工件造成了不可逆的損傷。 無損法則是當前技術的前沿，核心是X射線衍射法。其物理依據是布拉格定律：當X射線照射金屬晶格時，會產生衍射現象。如果材料內部存在殘餘應力，晶麵間距會發生微小變化，導致衍射峰發生位移。儀器通過精確測量衍射峰的位移量，就能計算出宏觀殘餘應力。X射線法能在不破壞工件的前提下，實現微區、表層的高精度測量。此外，中子衍射法與超聲波法能夠深入材料內部測量三維深層應力，是航空發動機渦輪盤等厚重部件分析的利器。
殘餘應力分析的工程意義極其重大。在高鐵車軸、飛機起落架的製造中，必須通過噴丸強化引入表麵壓應力，此時殘餘應力分析是驗證工藝效果的標準；在核電站壓力容器的焊接中，必須通過應力分析確認是否存在致裂的殘餘拉應力；在半導體芯片的薄膜沉積中，殘餘應力會導致矽片翹曲，必須精確控製。
