《Journal of Materials Research and Technology》：A novel method for measuring micro-regional residual stress by nanoindentation
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传统能量法模型（energy-based models）广泛用于测量微区残余应力（micro-regional residual stress），但误差通常超过60%。在本研究中，研究人员分析了使用经典能量法David模型（David model）时残余应力值
传统能量法模型（energy-based models）广泛用于测量微区残余应力（micro-regional residual stress），但误差通常超过60%。在本研究中，研究人员分析了使用经典能量法David模型（David model）时残余应力值被严重低估的主要原因。该模型将残余应力功近似为ΔP·hmax，即受应力与无应力样品之间的最大载荷差ΔP与最大压入深度hmax的乘积。基于David模型，研究人员提出了一种修正的能量法Zhang模型（Zhang model），通过积分量化残余应力功。在新模型的纳米压痕（nanoindentation）过程中，接触面积和纳米压头载荷均随压入深度（penetration depth）的变化而逐渐变化。分别使用David模型和Zhang模型处理单个晶粒中获得的纳米压痕数据，Zhang模型的误差（约20%）明显小于David模型（约70%）。首先对多个晶粒中的纳米压痕数据取平均，再使用Zhang模型处理平均数据，可以准确测量多晶材料（polycrystalline materials）中的残余应力。通过与预先施加的已知应力比较，能量法Zhang模型在不同应力状态下对不同硬化行为的材料具有良好的适用性。
残余应力会损害工件的精度、力学性能和使用寿命。其测量方法分为破坏性测试（如钻孔法和轮廓法）和非破坏性测试（如X射线衍射、拉曼光谱和纳米压痕）。在钎焊接头、扩散焊接头和涂层等结构中，界面附近的残余应力通常在不超过100 μm的空间范围内剧烈变化，呈现大梯度、多频带特征，因此需要高空间分辨率的测量手段。纳米压痕法因非破坏性和高空间分辨率而特别适用于微区残余应力测量和材料微区力学性能表征。现有基于纳米压痕的残余应力计算模型分为基于压
