军用武器装备服役过程中长期工作在恶劣复杂条件下,由于外部载荷和环境腐蚀,承载梁、发动机叶片、固定连接件等受力构件极易出现由应力集中造成的疲劳缺陷甚至脆性断裂,对财产和生命安全带来巨大威胁。因此,基于应力测量的装备在役状态检测,对装备安全服役、有效维护、质量评估等具有重要意义。应力检测在国内起步较晚,目前应用最广的是X射线检测法,但主要用于表面20 mm以内的应力检测,且检测设备昂贵,对测量条件要求高,较难实现装备的在役检测。本文在电涡流检测的基础上,主要研究应力对金属构件电磁特性的影响规律,通过理论推导和实验归纳建立了应力与金属构件电导率/磁导率的数学模型,为基于电磁测量的应力检测奠定基础,论文主要内容如下:研究了应力对金属构件电导率/磁导率的作用规律。从微观角度研究材料电导率/磁导率随应力的变化规律,分析了应力作用下金属原子间距、晶格缺陷、能带结构等变化对金属电导率的作用机理和磁化过程、磁畴及磁畴壁等变化对磁导率的作用机理。通过理论分析论证了基于电磁特性测量的金属材料应力检测技术的可行性。建立了金属材料应力-电导率的关系模型。基于压阻效应对单位体积的金属受力模型进行讨论,定性分析了金属电导率随应力变化的规律,利用平面拉伸板应力分布模型,分析了金属材料的电各向异性和三维应力方向性,由多元微分公式和勃底特兹明经验公式分别建立了金属材料应力-电导率的数学模型,并对模型的差异进行了比较。研究了金属材料应力-磁导率理论并建立了相应的检测模型。通过研究应力对磁畴结构作用机理,从能量的角度讨论了基于磁导率测量的应力检测模型,推导了应力-磁导率的关系,确定了利用测量网格建立传感器转移阻抗和材料电磁特性之间的关系、通过测量转移阻抗实现电磁特性间接测量的方法,采用COMSOL Multiphysics多物理场有限元仿真软件计算绘制了测量网格,选取了合适的校准方法,并采用搜索算法实现了材料电磁特性的反演。搭建了金属材料应力-电导率/磁导率测量实验平台,对铁磁性和非铁磁性材料分别进行实验测量与数据分析。研究了单向加载和循环加载两种条件下的应力和电导率、磁导率变化规律,结合测量环境进行了数据处理和误差分析,验证和评估了数学模型。