表面残余应力是机械加工质量的重要指标之一,随着社会进步和工程技术的发展,对表面残余应力的控制和检测要求愈来愈高。检测残余应力的方法很多,但由于其检测原理、适用范围、物理本质不同,目前尚无法建立不同测量方法的理论关系。因此开展不同残余应力检测方法之间的定量关系研究具有重要的理论意义和工程价值。本文以目前普遍应用的X射线法和应变片法两种残余应力检测方法为研究对象,分别从理论分析、装置设计、试验研究三个方面开展两种残余应检测方法表征定量关系基础性研究。　　 首先,在分析X射线法和应变片法测定残余应力的测量原理基础上,针对拉压、弯曲、扭转等典型受力模型,开展X射线法和应变片法测量残余应力的定量关系研究,提出系统的X射线法和应变片法表征残余应力的定量关系研究方法与思路,该方法具有理论模型清晰、数据处理与分析简洁的特点。　　 在此基础上,构建应力对比分析系统,该系统具有弯曲、拉压和扭转三种加载模式。重点开展应力对比分析检测系统的加载单元与应力检测单元进行方案优化与结构设计,实现了加载状况下的应变片法动、静态应力测量,以及X射线衍射应力的同步测量。　　 同时,开展X射线法的定峰方法、背底处理与测量误差统计分布规律研究,研究表明:X射线衍射残余应力的测定结果服从正态分布规律,检测分析7050铝合金的数值服从N(19.39,(2.154)2)正态分布,为进一步开展X射线法与应变片法表征残余应力的定量关系研究提供依据。　　 最后,在所构建的应力对比分析系统上,以7050铝合金弯曲加载模式为研究对象,开展了X射线法及应变片法测量残余应力的定量关系实验研究,并进一步进行了测量结果、理论分析和ANSYS有限元数值模拟结果进行分析研究。研究结果表明:X射线法测得的应力变化量、应变片法测得的应力与理论分析结果分布规律一致,证明了X射线法与应变片法表征残余应力定量关系研究的可行性,从而验证了本文所提出的两种残余应力检测技术定量关系研究方法及应力对比分析系统的可行性和合理性,为进一步开展不同残余应力测试方法的定量关系研究奠定基础。