残余应力的存在影响构件的使用性能和使用寿命，因此，残余应力测试技术一直是工程界关注的问题。目前，实际应用的残余应力测试技术如盲孔法和X射线法等均存在一定的应用局限。在局部载荷下，材料的压入响应与材料性能和材料中的残余应力有着密切的关联，因此，研究残余应力对材料压入响应的影响，探索残余应力测试的实用技术，具有重要的意义。 首先，考察材料的性能对压入响应的影响，通过对不同材料进行不同的热处理从而得到不同力学性能，并在有限元分析中建立了材料属性模型，描述了材料的不同性能，分析了其压入响应。根据其压痕参数计算得到了硬度值，此值与实验值基本吻合，说明了材料属性模型建立正确，有限元分析可靠。分析了材料性能中硬度物理量、硬度/弹性模量(H/E)物理量对压入响应的影响，描述了压痕参数及接触应力与材料性能之间的关系，得到了在不同载荷作用下压痕接触面尺寸a、压入载荷-位移(P-h1)曲线、隆起量δ、回弹量e和弹塑性边界c与材料H/E之间的经验关系。 其次，推导了考虑构件内部残余应力时，材料的弹塑性本构关系[Dep]以及弹塑性刚度矩阵[K]，建立了具有残余应力构件的有限元分析模型，分析了不同性质和大小的残余应力σres对压入响应的影响，建立了压痕接触面尺寸a、压痕形状、压入载荷-位移(P-h1)曲线、隆起量/下沉量δ与残余应力σres之间的经验关系，提出可根据这些压入响应参数探索测试残余应力的新方法。分析了残余应力对接触应力、卸载后压痕残余应力的影响规律，探讨了接触应力分布范围rcontact、弹塑性边界c和应变片粘贴位置rstick。同时，开发了压入响应装置，通过试验研究了残余应力与应变量之间的关系，并且利用二次多项式拟合得到了在不同位置处在载荷P作用下残余应力σres与应变量ε之间的标定表达式。在压入响应实验中，根据所得的应变量和标定关系计算得出残余应力，分析了在不同测量位置处，计算应力与给定预应力之间的最大相对偏差，在实际测试过程中需要合理选择测量位置，以提高测试精度。 最后，利用较为成熟的盲孔法进行了残余应力测试结果的比较，通过释放系数A、B的标定，测量所得到的应变量，计算其内部残余应力，结果表明盲孔法的测试结果与根据压入响应的测试数据而计算出的内应力值相似程度较高，但也存在某些差别，原因在于应变片粘贴质量、设备制造误差、传感器工作性能和其它人为不确定因素等。 本文研究结果表明，根据压痕参数判断残余应力状况是可行的，具有进一步发展为基于压入响应的残余应力实用测试方法的应用前景。