X射线应力分析仪的工作原理主要基于X射线衍射技术，通过测量材料晶格间距的变化来推算残余应力状态‌。以下是其核心原理和方法的详细说明：

1. ‌物理基础‌
晶格应变与应力关系‌：当材料存在残余应力时，晶格会发生微米级畸变，导致晶面间距（d值）变化。根据胡克定律，应力与晶格应变呈线性关系，通过布拉格方程（nλ=2d·sinθ）可计算d值变化‌。
衍射角测量‌：X射线照射材料后，衍射角2θ的变化直接反映晶面间距的拉伸或压缩。拉应力时d值增大，2θ减小；压应力时d值减小，2θ增大‌。
2. ‌测量方法‌
sin²ψ法‌：通过改变样品与X射线的入射角ψ，测量不同ψ角下的衍射峰位移，利用弹性力学公式计算应力分量‌。
同倾法与侧倾法‌：
同倾法‌：X射线源与探测器对称分布于样品法线两侧，测量ψ=0°及多个旋转角度的衍射数据‌。
侧倾法‌：X射线与探测器非对称分布，适用于复杂形状样品‌。
Cosα法‌（新型技术）：采用光子计数面阵探测器，单次曝光即可获取完整德拜环，无需测角仪，显著提升效率‌。

3. ‌技术实现‌
探测器类型‌：传统设备使用测角仪扫描衍射峰，而新型仪器（如Xstress DR45）采用二维探测器直接捕捉德拜环，实现快速测量‌。单点测量时间缩短至60秒内，支持实验室和现场双重检测‌需求。

4. ‌应用限制‌
检测深度‌：仅能测量表面或近表面应力（通常<0.1mm）‌。
材料要求‌：需材料具有晶体结构，非晶态材料无法适用‌。

X射线应力分析仪因其无损、高精度和材料普适性，已成为工业应力检测的黄金标准‌。