中子衍射技术在残余应力分析中扮演着关键角色，尤其适用于需要无损、深层内部测量的应用场景。以下是该技术的详细解析：
基本原理与计算
中子衍射残余应力检测基于布拉格方程（2dsinθ =nλ），通过测量材料晶面间距的变化来推算弹性应变和应力。晶格应变ε计算为测量晶面间距d与无应力状态下的晶面间距d0之差，再通过广义胡克定律转换为应力σ，其中弹性模量Ehkl和泊松比νhkl与特定的晶面(hkl)相关。无应力参考晶格参数的准确获取是关键，通常通过小块无宏观应力样品的测量实现。
优势与应用
无损深入测量：中子具有较大的穿透深度，能够测量从毫米到厘米级别的内部应力，适合大型或厚实部件。
三维应力分析：它能提供材料内部三维应力分布信息，对于复杂结构的应力评估至关重要。
对比与互补：中子衍射在深度和精度上有优势，但成本高且时间消耗，常与X射线衍射（适用于表层）或轮廓法（有损，适用于表面应力）等方法结合使用，以获得全面的应力分布图。
实际应用案例
航空领域：Shin等研究飞机起落架组件，其结果对寿命评估至关重要。
铁路工程：Kaiser等通过中子衍射分析铁轨应力，优化矫直工艺。
汽车制造：Lombardi等研究铝合金发动机部件的时效热处理过程中的应力变化。
局限性与挑战
成本与时间：中子源的建设和运行成本高，且测试耗时，限制了其广泛应用。
空间分辨率：能探测深层应力，但对于表层应力的测量不如X射线jingque。
样品准备：需要小心处理样品，避免引入额外应力，且样品尺寸和形状需满足特定要求。
