【摘 要】
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X射线衍射法是理论严谨、方法成熟、精确可靠的残余应力无损测定方法。现有的X射线应力仪受光源功率的限制，X射线强度较低，使得很多衍射峰较弱的材料的残余应力测量实验无法进
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X射线衍射法是理论严谨、方法成熟、精确可靠的残余应力无损测定方法。现有的X射线应力仪受光源功率的限制，X射线强度较低，使得很多衍射峰较弱的材料的残余应力测量实验无法进行；另外，残余应力仪使用小孔光阑限束，受入射光路的几何限制，也无法进行1mm以下的微区残余应力测量实验。X射线毛细管是一种有效的X射线调控器件，可以聚焦、准直X射线。将X射线毛细管与残余应力仪相结合，可以缩小照射在样品上光斑面积，提高光斑内的X射线强度；因此可以扩展X射线衍射法可分析样品的范围，发展残余应力的分析手段。
本文系统的研究了准聚焦衍射几何大光源残余应力仪的测量特性。并根据测量特性，利用实验室现有的光线追迹程序，模拟、优化设计了X射线毛细管。得到了由大光源出射的X射线，经毛细管传输后的强度增益、焦斑大小和光强分布。模拟结果表明：残余应力仪在应用X射线毛细管后，在样品表面得到直径小于1mm光斑的同时，光斑内的X射线强度有较大增益。实验中，测量了不同型号锥管在大面积光源条件下样品处的光强；使用小孔光阑，得到了不使用毛细管时的光强；从而算出锥管的强度增益。在锥管出口后不同距离处进行了刀口扫描，得到锥管的光强分布和光斑大小。实验结果与模拟结果基本一致：残余应力仪面光源与锥管相结合，能在样品处得到光斑直径约为1mm，强度增益约为2倍，光束的发散度约为0.5°的X射线微束。由应力仪的测量特性可知，所得X射线能较好进行微区残余应力测量。
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