细长构件是制造业中最常见的构件之一,其在加工与服役过程中会产生大量的残余应力,这些残余应力会影响细长构件的综合性能。怎样快速、精确地测量细长构件内部的残余应力并采用有效的方法调控、削减其残余应力向来是工业界以及学术界探究的热点问题。介于上述难题,本文主要研究了两种形式的超声波:临界折射纵波(L_CR波)以及导波,基于临界折射纵波检测理论研究了细长构件内部残余应力超声无损检测技术;基于高能声束调控机理研究了细长构件的残余应力导波调控技术。首先,论述了本文的选题背景及研究意义,介绍了常见的残余应力检测与调控方法,并对残余应力超声无损检测技术以及残余应力调控方法的国内外现状和发展趋势进行了分析,概述了全文的研究内容。其次,根据声弹性相关理论,分析了声速和残余应力的对应关系,对比研究了不同类型超声波对应力的敏感度。基于Snell定理,推导了应力系数K的表达式以及临界折射纵波声时法残余应力检测的理论公式,为细长构件内部残余应力超声无损检测系统的搭建奠定了理论基础。再次,研究了高能声束调控机理,并从微观角度阐释了高能声束调控残余应力的机理。在此基础上,提出了导波调控方法,并分析了调控细长构件内部残余应力的导波模态以及对应的模态激励技术。然后,基于相关理论,搭建了细长构件内部残余应力超声无损检测与导波调控系统。文中主要对细长构件内部残余应力超声无损检测与导波调控系统的硬件组成以及软件组成进行了详细的说明,进一步研究了使用临界折射纵波方法测定细长构件内部残余应力、应用导波调控细长构件内部残余应力的可行性。最后,开展了针对圆形细长构件（扭力轴、管道）、方形细长构件（钢轨）的残余应力超声无损检测与导波调控工程应用研究,完成了超声法检测应力与弱磁法检测应力的对比性实验,分析了超声法检测残余应力的影响因素。