Att mäta restspänningar med röntgendiffraktion bygger på tre grundläggande fysikformler:

Röntgenstrålning upptäcktes av den tyska fysikern Wilhelm C. Röntgen 1895. Röntgenstrålning är elektromagnetisk strålning med mycket kortare våglängd än synligt ljus och är därför mer energirik.

Med hjälp av denna extra energi skickar vi in röntgenstrålningen 5-10 mikrometer in i ytan på vårt prov. Om materialet har en kristallin struktur, så kan vi få diffraktion med hjälp av kristallplanen. Här utnyttjar vi Braggs lag för diffraktion. Om vi antar ett plant spänningstillstånd och skickar in vår röntgenstråle i olika vinklar gentemot ytan så mäter vi skillnaden i avståndet mellan kristallplan i olika riktning gentemot ytan.

Avståndet mellan kristallplanen i olika riktning gentemot ytan beror av spännings-, töjningstillståndet. Här använder vi Poissons ekvation. Om vi drar i en kub så blir den inte bara längre utan också smalare.

Det bästa vore om vi kunde mäta direkt på kristallplanen som är vinkelräta gentemot ytan. Så mycket kan vi dock inte vinkla strålen. Istället skickar vi in röntgenstrålningen med olika vinklar och extrapolerar. Då får vi information om hur mycket kristallstrukturen töjs gentemot spänningsfritt tillstånd.

Använder vi sedan Hookes lag och multiplicerar töjningen med E-modulen så får vi restspänningen.

Egentligen ganska enkelt. Men det är viktigt att förstå att vi mäter extremt små avstånd, så det är högsta krav på noggrannhet som gäller.