轮廓法是目前测试精度最高、材料工艺范围广、尺寸区间大的有损检测技术，被广泛应用于航空航天、核电、高铁等领域，包含各类材料如金属、陶瓷、复合材料的残余应力测试。
轮廓法的理论基础是Bueckner叠加原理的变换，可简单理解为利用样品被切割后，因应力释放产生的形变误差量，并通过弹性力学原理结合有限元反向计算其应力的大小。
轮廓法的核心
切割和扫描为轮廓法的两个关键步骤。我们之前就介绍过，轮廓法的切割工艺并非简单的切割，是一次性切割（无修切）即可达到高光洁度的要求，其一刀切割最佳平均粗糙度≤0.5μm（硬质合金），这是我院通过调整切割工艺参数以及独特的装夹配合实现的工艺手段。
切割之后就是扫描，对其切割表面的形变量进行测量采集，一般材料释放的变形量在几微米至几百微米，因此需要测量精度高、分辨率高、数据量大的设备仪器采集，才能获得可靠准确、数据量足够的点云数据以供其分析。
目前能进行样品形貌形变测量的设备有三维光学形貌仪、三坐标测量仪和激光扫描仪等，此类设备的测量方式分为单元面扫描、线扫描两种类型，采集完毕后输出形貌轮廓的三维点云数据，将用于轮廓法计算残余应力的分析。
CEAM的高精度测量系统
目前我院CEAM检测分析中心轮廓法扫描针对小型、中大型样品使用德国Leitz PMM-Xi超高精度三坐标测量仪进行测量，空间测量精度达0.5+L/500μm，重复性精度达0.2μm，配备光学无损扫描测量镜头（详细参数如图B）和温度传感器及气浮减震与气浮导轨。
本检测中心残余应力实验室为此三坐标配备恒温恒湿环境，20℃±1℃，温度梯度≤0.5℃/小时，温度梯度≤1℃/天，湿度50%±10%，以保证设备最高测量精度及优良的样品温控环境。
三坐标测量仪
厂家型号：海克斯康Leitz-xi 12.10.7
技术参数：
· 测量范围：X=1200mm，Y=1000mm，Z=700mm
· 可放工件尺寸：≤1200×1200×750mm
· 可承重：≤1.75吨
· 可测最小孔径：φ2.0mm
· 测量功能：点、直线、平面、圆、球体、圆柱、圆锥、椭圆、2D曲；
· 最高测量精度可达±0.5μm
主要用途：
应用于各种三维形貌工件的几何测量和评价，包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等，适用于材料为金属、塑料、玻璃、哑光、涂层等，是轮廓法中获取样品切面释放微变形量数据的重要测量设备。
三坐标的应用原理
三坐标测量仪通过XYZ三轴的空间移动来达到走位，并且Z轴携带着白光测量镜头，来回于样品被测量范围内按规定好的点矩阵路径移动进行采集。
白光共聚焦扫描的原理：传感器采用白光作为光源照射被测部件的表面，光源由光源发生器控制生成，通过光纤传送到探头，然后探头把白光色散聚焦成一排离散的焦距形成完整的光谱（如图A所示）。
当白光聚焦在工件表面时，反射光达到最大波长。在这种条件下，反射光的光谱会显示出一个明显的峰值，该波长峰值的光谱位置决定了测头到表面的距离。
三坐标测量仪的测量精度高，样品尺寸囊括小到大型，非接触式无损测量，光轴分辨率高，适用材料范围广，横向分辨率可调节选择，点数据量大，智能化寻找测量范围边界。
应用案例
圆环端面 φ100Xφ25
弯月形截面
250X60㎜，高600㎜
方形截面 10X1㎜
骨形截面 φ6X48㎜
薄焊接板
200X200㎜，型面落差±2㎜
四分之一圆环截面
730X105㎜，高500㎜
服务高端制造
轮廓法的数据采集结果的可靠性离不开高精密的测量仪器、损伤最小的测量方式、稳定的测量环境及科学测量实施控制过程。CEAM检测中心在残余应力测量中追求高标准高质量和高可靠性的品质宗旨，致力更好地服务于高端产业制造，赋能于国内高端产业发展，为科技强国做目标贡献。
我们是 CEAM
东莞材料基因高等理工研究院（CEAM）是广东省和东莞市人民政府大力支持下创立的省级新型研发机构，专注从事材料检测分析和金属增材制造领域。在松山湖科学城设立了12000㎡的研发共享实验平台， 投入设备价值超2亿元，配套了完整的材料研发、制备、表征和检测评价等高端科研与专业检测仪器设备，为工业领域的材料与装备制造提供一站式技术解决方案和专业咨询服务。
研究院下设检测分析中心（具备CMA资质）和增材制造中心，针对不同领域方向设有11大实验室，对材料设计与加工工艺优化、质量安全检测等问题，开展多尺度理论模拟和多方法实验测量研究，为工业领域的材料与装备制造提供一站式技术解决方案和专业咨询服务。
