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一种无需参考试样检测任意残余应力的仪器化球压入方法，包括以下步骤：1)建立球形压入试样的三维有限元模型，建立分析参量与残余应力分量σR,τR之间的关系式；2)通过数值模拟建立无残余应力下归一化卸载功与材料参数之间的关系；3)采用球形压头对含任意残余应力试样进行压入试验，计算归一化卸载功相对变化量M；4)采用光学显微镜测量含残余应力试样表面的椭圆形压痕的长轴与短轴，计算残余压痕的椭圆率η；5)将通过仪器化压入试验获得的参量M和lnη代入式(3)和式(4)，计算被测材料的残余应力分量σR,τR。本发明不需要对参考试样进行压入试验，提高了效率与工程适用性。同时，只需一次压入便可得到任意残余应力的两个主应力的大小。

一种平面任意残余应力的仪器化球形压入检测方法，包括以下步骤：第一步，采用仪器化压入技术或单轴拉伸试验获取材料力学参量屈服强度σy、屈服应变εy和幂硬化指数n；第二步，采用球形压头对有平面任意残余应力试样和无残余应力试样分别进行压入试验，压入深度固定为球形压头半径的0.01倍，分别获得在相对压入深度为0.01处，有平面任意残余应力试样和无残余应力试样对应的压入载荷F和F0，并计算其相对变化值(F‑F0)/F0；第三步，计算有平面任意残余应力残余压痕的非对称λ，其椭圆形残余压痕长轴与短轴方向反应的是主应力方向；第四步，将屈服强度σy、屈服应变εy、幂硬化指数n、载荷相对变化量(F‑F0)/F0、残余压痕非对称性λ带入式(1)与式(2)即可计算与本发明高效实用，只需要一次压入测试即可检测出平面任意残余应力两个应力分量的大小和方向。