【摘 要】
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经过几十年的发展,仪器化压痕测试技术已经成为材料力学研究领域的主流测试方法之一。它通过分析压痕试验过程中的载荷-位移曲线就可以有效地计算待测材料的硬度、弹性模量等力学参数。目前国外的行业龙头公司掌握了制造高精度压痕测试仪器的技术,并且给压痕仪器配备了功能完善的软件系统以提升压痕试验效率,而国内由于起步较晚且精力有限,无暇顾及压痕仪器软件系统的完善性。本论文在本课题组自研微米压痕仪的基础上,设计并实
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经过几十年的发展,仪器化压痕测试技术已经成为材料力学研究领域的主流测试方法之一。它通过分析压痕试验过程中的载荷-位移曲线就可以有效地计算待测材料的硬度、弹性模量等力学参数。目前国外的行业龙头公司掌握了制造高精度压痕测试仪器的技术,并且给压痕仪器配备了功能完善的软件系统以提升压痕试验效率,而国内由于起步较晚且精力有限,无暇顾及压痕仪器软件系统的完善性。本论文在本课题组自研微米压痕仪的基础上,设计并实现微米压痕仪软件系统,并且在广泛调研的基础上对国内高精度压痕仪软件系统现阶段存在的不足之处提出解决方法并完善。论文的主要内容如下:（1）在对软件系统进行功能需求分析的基础上,初步设计的微米压痕仪软件系统需要的核心模块如下:人机交互模块、数据可视化模块、通信模块、数据分析模块、自动对焦与观测模块和数据管理模块。人机交互模块和数据可视化模块用于辅助实验者控制实验进程并直观展示实验过程;通信模块用于上位机与下位机的通信;数据分析模块使用Oliver-Pharr方法对实验数据进行处理得到硬度、弹性模量等力学参数;自动对焦与观测模块可辅助进行样品表面形貌观测;数据管理模块可对实验记录与实验数据进行管理。（2）设计并搭建好软件系统的架构后,着重对上文提到的核心功能模块进行设计。人机交互模块和数据可视化模块的设计工作主要包括:通过WPF进行软件界面设计与数据展示形式设计;通信模块的设计工作主要包括:应用层协议设计和类的结构设计;自动对焦与观测模块的设计工作主要包括:通过仿真分析选择合适的清晰度评价函数和对焦窗口、模块的类结构设计;数据管理模块的设计工作主要包括:根据压痕试验中涉及到的实体绘制E-R图,然后根据E-R图设计表的结构,最后再进行模块的类结构设计。（3）在软件系统设计的基础上,通过分析核心模块的工作流程以及核心方法的方式介绍软件系统的实现工作,主要介绍了通信模块、自动对焦与观测模块、数据管理模块和数据分析模块的核心方法编码实现。最后对软件系统进行测试,确保软件系统能够良好运行。
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