残余应力是指材料、构件或零部件在无外力作用时，内部自身保持平衡的应力。它是材料在加工制造（如铸造、锻造、焊接、切削加工、热处理等）或使用过程中，因不均匀的塑性变形、相变、温度变化或外部载荷去除后未能完1全释放的应力，以自平衡状态存在于材料内部。
加工制造过程
热加工：如铸造、焊接、热处理时，材料各部位冷却速度不均，导致收缩或膨胀不一致（如焊接时焊缝区高温膨胀受周边低温区域约束，冷却后形成拉应力）。
机械加工：切削、磨削等工艺会使表面层产生塑性变形，内部弹性变形区域试图恢复原状，导致表面形成残余应力（如磨削常产生表面压应力）。
相变：材料热处理（如淬火）时，不同区域相变时间或组织转变不完1全（如马氏体与奥氏体比容差异），引发内应力。
装配与使用过程
按作用范围分类
宏观残余应力（第一类应力）：作用于材料宏观区域（如构件整体或较大体积），应力平衡范围可达毫米级。例如焊接件中沿焊缝长度方向的拉应力。
微观残余应力（第二类应力）：作用于晶粒或亚晶粒尺度，应力在晶粒间或晶内不同区域平衡，尺度为微米级。例如多晶材料中各晶粒变形不均匀产生的应力。
超微观残余应力（第三类应力）：存在于原子尺度，由晶格畸变（如位错、空位等缺陷）引起，影响材料力学性能（如强度、韧性）。
按应力性质分类
测量方法分为
无损检测（如超声波法、磁测法、中子衍射法）和
有损检测（如钻孔法、剥层法），具体选择需根据材料类型、应力深度、精度要求等确定（详见
残余应力测量方法介绍）。
工艺优化：改进加工流程（如焊接时采用对称施焊、预热缓冷），减少应力产生源头。
热处理：通过退火、回火等工艺消除或降低残余应力（如铸件的去应力退火）。
机械处理：喷丸、振动时效等方法使材料产生微小塑性变形，释放应力并调整应力分布。
数值模拟：利用有限元分析（FEA）预测加工过程中的应力分布，指导工艺参数优化。
残余应力的研究对航空航天、机械制造、能源等领域的质量控制和可靠性提升具有重要意义，例如通过控制残余应力可延长零部件寿命、减少故障风险
