残余应力广泛存在于材料和构件的加工制造过程中，其对材料和构件的工程性能，特别是疲劳寿命、变形、尺寸稳定性、耐蚀性和脆性断裂有显著的影响。为了给材料和构件的强度分析和加工变形预测提供理论依据，残余应力的测试和评估一直是当前制造业研究的重点，随着新型材料及其加工工艺的发展，对残余应力测试技术也提出了更高的要求。简述现有残余应力测试技术，重点聚焦光纤布拉格光栅在残余应力测试应用的进展，分析了存在的问题，展望了未来发展的趋势。

电气贯穿件是核反应堆内的专用电气设备，玻璃金属密封型电气贯穿件具有优异的密封性能、耐高温性能和长服役寿命而被应用于第四代核反应堆。电气贯穿件的密封性能与玻璃中的应力紧密相关，适当的应力是保证其在严苛环境中实现有效密封的关键因素，因此，应力的有效测量一直是学者关注的重点。首先，对电气贯穿件的结构做了说明，并讨论了应力对玻璃金属封接的影响，应力的大小决定了玻璃金属界面承压能力的强弱，并且会影响电气贯穿件的服役寿命。其次，重点阐述了压痕技术、光纤布拉格光栅传感器技术、荧光光谱技术等玻璃金属封接中应力测量方法的研究进展，还介绍了有限元模拟方法在表征应力方面的应用。最后，对未来研究工作进行了展望。

金属薄板结构在加工制造和服役的过程中，通常会伴随着残余应力和外部应力，过大的应力会使薄板产生变形，严重影响整体结构的正常工作。应力状态的评价是判断工程构件是否安全和可靠的一项重要指标，超声应力检测法是一种有效的应力无损测量方法。针对超声应力测量技术对薄板结构应力灵敏度不高且研究较少的问题，提出了一种基于超声高阶兰姆波的薄板应力测量技术。首先，基于Bloch-Floquet边界和域约束的有限元特征频率法，研究了兰姆波各高阶模态的声弹性效应，选取应力敏感的兰姆波模态。然后，搭建超声兰姆波应力测量系统，在特定频率激励A1模态，并在均匀薄板中进行应力标定。最后，在非均匀薄板中进行应力检测，成功检测出薄板中不同位置的应力，且最大应力误差为15 MPa。结果表明，该文从理论和实验方面验证了超声高阶兰姆波的薄板应力测量技术，可以实现金属板材中的应力准确测量。

微机电系统 (MEMS)封装残余应力是在封装工艺过程中芯片上产生的残余应力，它对于 MEMS器件的热稳定性和长期贮存稳定性有着十分重大的影响，故而对 MEMS封装残余应力的高精确度测量有利于封装应力的研究 。由于封装残余应力十分微小，因此无法利用目前的测量手段直接测量封装应力，本文针对这个问题提出了一种基于应力放大结构和拉曼光谱法的封装应力测量方法，可以测量出 MEMS器件中封装应力的平均水平。基于理论 分析建立了原始封装模型与应力放大结构之间的放大关系，并提出应力放大结构的设计原则。接着采用 3D有限元(FEM)仿真对一款高精确度 MEMS微加速度计的封装应力测量进行了分析，其结果与理论分析具有很高吻合度。 最后，针对该微加速度计的封装应力测量，成功制作了应力放大结构的芯片样片，并进行封装，随后拉曼光谱法被用于测量样片中的最大应力，进而计算出待测微加速度计中平均封装应力大小。实验结果与仿真分析具有很 好的吻合度，证明本文所提出的测量方法具有相当的可靠性。

高端玻璃的内部应力精确测量关系其所在系统的安全性和可靠性。本文提出一种基于激光回馈效应的应力测量方法, 激光回馈系统由激光器和外部反射镜构成, 待测样品放置在回馈外腔中, 通过回馈光对激光器内部增益调制产生的偏振跳变现象提取双折射信息, 进而获得应力。首先, 从理论上分析了回馈系统中激光器输出的正交偏振模式相位与外腔应力双折射的关系; 接着, 通过傅里叶变换的方式得到双折射外腔激光回馈系统光强调谐曲线的相位信息; 然后, 采用标准四分之一波片对系统和算法的精度进行了测试。最后, 采用激光回馈系统对不同的飞机座舱有机玻璃样品内应力进行了测量, 并给出测量结果。实验结果表明: 该系统对应力的条纹数测量精度优于8.3×10-4, 满足高端玻璃的应力检测需求。

为了实现玻璃内应力的高精度测量，提出了一种磁光调制的新方法，建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先，根据偏振光的穆勒矩阵描述方式推导了该系统的测量模型，通过分离被测信号的直流、基频和各次谐波分量，并利用“归一化”的方法，消除了光强波动对测量结果的影响，并根据处理接收到的各信号分量得到玻璃内应力方向和应力双折射大小。通过测量玻璃的不同位置验证了该方法的有效性，内应力方向的测量精度为5″，应力双折射的测量精度低于0.5 nm/cm，且系统具有稳定性高、精度高等特点。

以平板理论为基础, 利用牛顿环应力变形导致干涉图样的微小变化, 提出一种基于光干涉法测量玻璃体应力的无损测量方法。理论推导出牛顿环曲率半径与应力之间的变换关系, 利用自行设计的可安装在牛顿环仪上的施压装置, 实验研究了施加应力与干涉图样的变换关系, 通过理论分析与实验比较, 证明了用牛顿环干涉法测量应力的可行性。利用该装置及方法对光学玻璃试样的应力进行测量, 测量结果与实际施加的应力进行比较, 误差最小为0.8%。

提出了一种基于磁光调制法测量玻璃内应力方向和大小的方法，并建立了基于磁光调制的内应力测量系统。首先，采用光线追迹的方法，根据偏振光的琼斯矩阵描述方式推导了系统的测量模型; 采用磁光调制器，对信号光束进行正弦交变的磁光调制，将直接测量光强信号改为测量频率信号，提高了测量准确度; 采用磁旋光器，消除了人为操作引起的误差，并通过控制旋光器外加线圈驱动电流的大小，改变调制信号光偏振方向的旋转角度; 最后，对待测样品进行了多次旋转测量。测量结果显示，本方法对玻璃内应力方向的测量准确度为5″，对应力双折射的测量准确度为0.3 nm/cm。得到的结果验证了该方法的有效性和稳定性，显示系统具有稳定性高、准确度高、容易实现工程化等特点。

使用高精度数字式应力仪测量 KDP晶体的应力, 给出整体应力分布。通过沿光轴方向测量, 消除晶体 o光和 e光的双折射效应的影响, 准确得到晶体材料自身的应力双折射分布。实验结果表明, 测量重复性优于 0.1 nm/cm。对 KDP晶体材料应力的高精度数字式检测对于加工和使用具有重要的指导意义。