该方法的基本原理是以机械加工或其他方法在有一定残余应力的铸件表面形成一小盲孔。由于钻孔使孔周围的残余应力部分或全部释放并造成相应的位移与应变，在盲孔周围的某些部位利用一定的装置测量这些位移或应变，再通过力学分析推算出原始存在的残余应力的大小。钻孔法随着研究的不断进展，出现了很多种方法，如机械测长法、电阻应变仪法、应用脆性涂层的方法以及用、小颗粒空气流高速 冲击试件表面形成小盲孔的气流磨蚀法等。钻孔法是工程中最通用的一种残余应力测定方法，其操作方便且可靠性好，但测量的反应速度慢、其测量精度受很多因素的影响，如基本力学模型、孔边的塑性变形、钻孔附加应变及操作误差，所以要求测量技术人员要具有扎实的理论知识和操作技术。
剥层法是采用铣、研磨、腐蚀、电解腐蚀或电火花剥蚀等方法对已磨削平整的表面进行逐层剥除，从而使表面残余应力释放，引起铸件产生变形，测量其变形量的大小，再根据弹性力学理论推算出被剥层内的应力。这种方法的优点是可以测定厚度上梯度较大的内应力，主要用于飞机制造中的整体结构件的残余应力测试，但存在着一定的局限 性。
压痕法测定残余应力是在工件待测点中心放置轴承钢球，通过冲击或静压的方法，施加一定的冲击功或静压力，使其在工件表面产生直径的球冠形压痕，在压痕周围产生一定的叠加应力并形成一定的应变，由压痕周围的应变花测得该应变值。根据叠加应力场引起的应变增量来计算原始的残余应力。此方法基本上不损坏被测构件，设备简单，操作方便，适用于应力梯度变化大的场合，是一种有发展前景的残余应力测定方法。
构成材料的各晶粒上施加弹性应力时，晶粒内的特定晶面的面间距会发生变化。X射线衍射法的检测原理为利用X射线对晶体晶格的衍射发生干涉现象。由此可求出晶格的面间距并推算出残余应力。在无损测定残余应力的方法中X射线衍射法的技术最为成熟，它可以测量出应力的绝对值，但测量的深度较浅。为了测量较深处的残余应力可以利用和X射线衍射法原理相同的中子衍射法，其探测精度较好。
材料受应力作用时会直接影响弹性波在其内部的传播速度。超声波法就是利用超声波波速与应力之间的关系测量受应力物体的残余应力。 超声波法在铸件残余应力测试中可以测量结构应力和表淬残余应力，但其测量精度低只能测试残余应力值大的铸件。最近，将超声技术和红外热像技术相结合的超声热像技术脚，可以很灵敏和迅速地对缺陷或结构和应力不均匀的区域进行检测，充分利用了两种技术的优点。
物体的比热是随应力而变化的，如果能够精确控制注人构件表面能量 并准确测量由此而产生的温升，就可以得到一条与构件残余应力相关的温度曲线。热评价残余应力测定方法就是利用应力将会引起物体的比热发生变化的原理而形成的。铁磁性材料内部存在大小不同的磁畴应力和外加磁场可改变磁畴的大小，从而使物体的尺寸与磁力性能发生变化。根据这种变化可以推测出残余磁性与应力的变化关系，这两种方法的发展前景很好，测量速度快，无辐射危险。 2100433B
