轮廓法简介
轮廓法由美国劳斯阿拉莫斯国家实验室(LosAlamosNationalLaboratory)的研究工程师Prime于年在第六届国际残余应力会议上所提出。目前，轮廓法已广泛用于各类材料的残余应力测试，是目前测试精度最高的有损检测技术。
轮廓法测量步骤主要包括试件切割，表面轮廓测量，数据分析以及有限元数值模拟。首先对感兴趣的测量平面进行切割，引起测量平面上的残余应力释放并使得该平面发生形变。精确测量切割后平面的形貌，并结合有限元数值建模分析（FEA）获得作用于切割面的残余应力分布。
轮廓法检测流程图
轮廓法原理
轮廓法的理论基础是Bueckner叠加原理的变换。假设在理想状态下样品的待测量面初始应力场为????(??,??,??)，将样品沿目标测量面切开，应力释放导致测量面发生变形，通过有限元模拟施加外力引入弹性形变将变形面恢复到切割前平面状态，引入的新力场??c(??,??,??)为与切割后状态应力场??b(??,??,??)叠加为原始残余应力场。
轮廓法案例
高刚性、超高精度的滚柱导轨，还利用了高性能变频冷却器进行温度管理，彻底追求高精度。轮廓法具有理论简单、试验过程简洁、测试精度高等优点，已广泛应用于航空、航天、核电等工业结构件的应力测试。与衍射法残余应力测量不同，轮廓法测量结果对构件的组织结构不敏感，被广泛应用于各类焊接构件的测量。此外，轮廓法测量不受构件的形状与尺寸的限制，已被应用于大型复杂形状结构件的测量。目前，该技术的应用范围已扩展到采用多道次切割及表面残余应力测量技术，用于测量应力张量的多个分量。目前，轮廓法没有国家标准，仅有团体标准（T/CISA-,T/CSTM-）
案例一
由于制造工艺的限制，钢轨内部通常存在轴向残余应力。在服役期间，受到车轮周期性载荷的影响，钢轨内部的残余应力会发生变化。通过残余应力测量，可以获得钢轨在服役前和服役后的残余应力分布数据。对比分析发现，服役后残余应力的分布，尤其是与车轮接触部位，存在较大的变化，形成了一个拉应力较大的区域。这个拉应力区域随着服役时间的增加，其拉应力峰值也可能增加，从而造成一定的安全隐患。
案例二
精密轴承轮廓法切割，分别对轴承的外圈，内圈以及滚珠进行轮廓法表征，对轴承的应力分布情况进行分析，为后续轴承设计的优化提供数据支持。
案例三
使用轮廓法对焊接法兰的刨面进行应力测量，从而了解工件应力分布情况与集中区域，为工件变形预防提供实验数据支持。
案例四
在激光选区增材制造中，模具制造过程中常常会产生大量的残余应力，这些残余应力可能会在后续的加工和使用过程中引发一系列问题，如开裂和变形。为了解决这一问题，采用了轮廓法进行残余应力的测量，从而获得了模具内部不同位置的残余应力二维分布情况。通过轮廓法测量，可以准确获取模具内部各个位置的残余应力情况，有助于发现潜在的问题点并及时采取措施加以解决。此外，轮廓法测试结果还为增材制造打印模具优化提供了实验数据支持，帮助优化模具设计和制造过程，提高模具的稳定性和性能。
案例五
增材制造牙科植入体往往存在较大残余应力，在植入患者体内后，由于残余应力的释放会导致植入体产生形变，引起患者不适，体验较差。通过轮廓法残余应力测量，可以得到植入体内部的残余应力二维分布。此外，通过轮廓法计算有限元结果，还可以看到由于应力释放所导致的整体变形。在此案例中，可以看到两款植入体通过不同的表面处理技术，其内部的残余应力大小也不同，有残余应力引起的形变也有所不同。
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