在橋梁、高樓、大壩等工程結構中，有一種“看不見”的威脅始終存在——殘余應力。它不是來自外部載荷，而是材料在制造、加工或焊接過程中“遺留”在內部的一種內在壓力。雖然肉眼不可見，卻可能悄無聲息地引發裂紋、變形，甚至結構破壞。

要了解和掌握這些“看不見的壓力”，我們就需要一種特殊的測量工具——折原應力儀。它是目前殘余應力測量中被廣泛采用的一種物理應力釋放法工具，能讓工程師準確“看見”結構內部的真實應力狀態。

殘余應力：隱形殺手

在許多重大工程事故中，殘余應力都是一個被忽視的誘因。例如，焊接鋼結構中如果內部應力過大，日后在風載、溫差等外部影響下就可能出現延遲裂紋。一些金屬零件在加工后雖然外形完好，但由于內部應力不均，可能在使用中產生微小變形，最終影響精度甚至損壞。

問題在于，這些應力并不像外載荷那樣可以直接測量，它們隱藏在材料內部，往往在事故發生之后才被追溯。因此，提前檢測和評估殘余應力，就成為結構安全不可忽視的一環。

折原應力儀：如何“看到”應力

折原應力儀的工作原理，基于一個簡單但巧妙的物理現象：釋放應力后，材料會發生形變。

它的基本方法是在材料表面切出一個小槽或圓孔，通過這一操作“釋放”局部的殘余應力，然后使用高精度的應變計或光學設備測量這個釋放過程中材料的微小變形。通過數學反演算法，就可以推算出切口附近的原始殘余應力分布。

這種方法的優點在于精度高、適用范圍廣，可以用于金屬、陶瓷、復合材料等多種材料，而且不會對整體結構造成嚴重破壞，屬于“微破損”測量技術。

為什么要選“切割法”而非其他方法？

在殘余應力的測量中，還有如X射線衍射法、超聲波法、磁性法等手段。但相比這些非接觸式或間接方法，折原應力儀的“切割釋放”法具有更直觀、物理清晰的優勢。

X射線適用于材料表層，但穿透力有限，難以測量深層應力;超聲波法則對材料各向異性敏感，精度受限。而折原法可以根據需要選擇切割深度，從而獲得不同層次的應力信息，適合更全面的應力評估。

它能告訴我們什么？

通過折原應力儀，工程師不僅可以判斷結構中是否存在危險的殘余應力，還能分析應力的方向和分布趨勢。這些數據對結構安全評估、壽命預測、材料優化都有重要意義。

例如，在制造大型壓力容器時，使用折原應力儀可以在成型后檢測焊縫周圍的殘余應力情況，提前發現潛在風險;在橋梁檢測中，也可用于分析關鍵節點是否因長年累積產生不均勻內應力，從而指導養護策略。

小結

在現代工程結構中，隱藏的殘余應力像一根根無形的“繩索”，可能在未來某一天悄然崩斷。而折原應力儀，就像一雙能夠“透視”材料內部的眼睛，幫助我們在事故發生之前識別風險。

它不是日常生活中熟悉的工具，卻在無數工程現場默默守護著結構的安全。