一、先聊聊“残余应力"是什么
如果你用力弯一根铁丝，松手后它并不会弹回去——即使外力消失了，铁丝内部仍然“记着"那个弯折的力量。这种在没有外载荷作用下，材料内部依然存在的应力，就是残余应力。
残余应力几乎无处不在：焊接时局部高温加热和冷却会让焊缝附近“憋着一股劲"；铸造、锻造、机加工过程中材料的不均匀变形也会留下应力“印记"。残余应力本身不一定是坏事，但过大的残余应力会显著降低构件的疲劳寿命，甚至诱发应力腐蚀开裂。因此，准确测量残余应力，是评估结构安全性和工艺质量的关键环节。
问题是：残余应力看不见摸不着，怎么测？
二、测量残余应力的核心思路：先“释放"，再“感知"
既然残余应力是“憋在材料内部的力量"，那测量的思路就是先想办法把局部应力释放出来，再测量释放引起的变形。
目前工业上常用的方法是穿孔法（也叫盲孔法），已被ASTM E837标准规范化。做法很简单：在被测构件表面粘贴一枚特制的应变片，然后在应变片中心钻一个直径约1.5~2.0mm、深度约2.0mm的小孔。钻孔时，孔周围的材料连同内部残余应力一起被“移走"，周围材料为了达到新的平衡会产生微小的弹性变形——这个变形就是“释放应变"。
应变片的任务，就是精准捕捉这个释放应变，再通过弹性力学公式反算出原始残余应力的大小和方向。
三、KFGS残留应力测量应变片：为“捕捉释放应变"而生
3.1 什么是KFGS
KFGS是日本KYOWA共和电业（自1951年起在日本先生产应变片）的通用箔式应变片主力系列，也是全球工业应力测试领域应用广泛的型号之一。它采用铜镍合金箔作为敏感栅材料，基底为厚度仅约13~14μm的聚酰亚胺树脂薄膜，兼具高精度、优异的柔韧性和出色的耐湿性。
KFGS系列中，专门用于残余应力测量的产品被称为 “KFGS残留应力测量应变片" 。与普通应变片不同，这些型号配备了可单键拆装导线的端子，使用时只需将专用电缆（如T-C26）插入端子即可，非常适合现场钻孔测试的快速操作。
3.2 核心型号：KFGS-D28
在KFGS残留应力测量系列中，KFGS-D28是具有代表性的型号，专为穿孔法（盲孔法）解放应力后的残余应力测量而设计。它采用三轴重叠配置——在同一个基底上集成0°、45°、90°三组敏感栅，可同时感知三个方向的释放应变，从而反算出平面主应力的大小和方向。
用一个通俗的比喻：如果只用一把尺子量一张桌子的长度，你只能得到一个方向的尺寸；但如果你同时用三把尺子分别量长、宽和对角线，就能完整还原桌面的形状。KFGS-D28的三轴配置就是这个道理——残余应力通常是双向或三向的，单轴应变片“看不全"，三轴才能“看得准"。
3.3 关键参数一览
数据来源：
四、为什么KFGS适合测残余应力？——三大技术优势
4.1 温度自补偿：消除“假信号"
残余应力测量面临的第一个干扰是温度。温度变化时，应变片本身的电阻会漂移，同时应变片与被测材料的热膨胀系数不同，也会产生虚假应变信号。
KFGS系列内置SELCOM自温度补偿技术，通过调整合金箔的电阻温度系数，使其与特定线膨胀系数的被测材料匹配，在10~100℃范围内将温度引起的表观应变控制在极低水平（约±1 μm/m/℃）。同时，KFGS提供5、11、16、23、27×10⁻⁶/℃五档线膨胀系数代码，分别对应碳钢、不锈钢、铝合金、铸铁等不同基材，用户根据被测材料选择匹配的代码即可有效抵消温度误差。
4.2 超薄柔性基底：贴合各种表面
穿孔法测量需要在构件表面精确粘贴应变片。聚酰亚胺基底厚度仅约13~14μm，极其柔韧，可以轻松贴合曲面、微小试件乃至PCB板表面。这在测量焊缝热影响区、齿轮根部等复杂几何位置的残余应力时尤为重要。
4.3 端子式引线连接：现场操作更高效
残余应力测量往往需要在工业现场进行。KFGS残留应力测量型号配备了可单键拆装导线的端子，贴上应变片后直接插接专用电缆即可，无需现场焊接引线，大幅提高了现场测试的效率和可靠性。
五、实操流程：从贴片到读数的四个步骤
第一步：表面处理与贴片。 打磨被测区域去除氧化层，用无水乙醇清洁表面，按定位标记将应变片粘贴到位，常温固化后测量绝缘电阻确认贴片质量。
第二步：接线调零。 将三组敏感栅分别接入应变采集仪的独立通道，执行桥路平衡调零，记录初始基准值。
第三步：钻孔释放应力。 在应变片中心钻制小孔，孔周围的残余应力被释放，敏感栅感知到微小变形。建议采用分级钻孔方式（即逐层加深钻孔并分别记录应变），以提高沿深度方向的应力分布测量精度。
第四步：反算应力。 根据三个方向的释放应变数据，结合材料的弹性模量和泊松比，通过弹性力学公式计算主应力大小和方向。
六、选型要点
电阻值： 120Ω是残余应力测量的标准选择，与主流数据采集仪通用性好；350Ω型号在需要更高信噪比的场景中可选。
栅长选择： 穿孔法常用栅长2mm或3mm。栅长过大会导致信号“平均化"，过小则灵敏度不足。
线膨胀系数代码： 这是最容易选错但也最关键的一步——必须根据被测材料的实际线膨胀系数选择匹配代码，否则温度补偿将失效。
引线配置： 建议选择3线式引线（如L1M3R），可有效消除引线电阻随温度变化带来的测量误差。
七、典型应用场景
KFGS残留应力测量应变片广泛应用于以下场景：
从本质上看，KFGS残留应力测量应变片解决的是一个“把不可见变为可见"的工程问题——通过精密的敏感栅设计、可靠的温度补偿和便捷的现场操作接口，将材料内部隐藏的残余应力转化为可量化、可分析的应变数据。对于从事焊接工艺评定、结构安全评估和材料研究的工程技术人员而言，正确理解KFGS系列的工作原理和选型逻辑，是获得可靠测量结果的第一步。
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更新时间：2026-10-08 
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