基于原子力显微镜（AFM）和金刚石针尖建立了一套纳米压痕测量系统。通过向系统发送控制电压使金刚石针尖在完成加载和卸载全过程的同时进行实时的数据采集并直接绘出载荷-压深曲线。利用该系统，对单晶铝和单晶铜薄膜材料进行了单点压痕实验，用美国Hysitron公司的纳米原位测量仪（Tribolndenter）做了验证试验。实验结果表明，该系统适合测量较软材料的纳米硬度。分析了基体材料对薄膜硬度和弹性模量的影响，在薄膜厚度低于5～10倍压人深度时，基体对薄膜材料的力学性能影响很大；并根据获得的载荷-压深曲线分析得出由于尺度效应的影响，随着压痕深度的减小，薄膜的硬度值呈明显的上升趋势，弹性模量没有这个趋势。

表面粗糙度是表征加工质量的一个重要参数, 对加工工件的性能有着重要影响,对表面粗糙度进行建模, 可在加工前预测加工工件的粗糙度,进而提高加工质量, 因此有必要对车削表面粗糙度的建模方法进行研究. 文中将建模方法分成了理论建模和经验参数建模两种方法, 针对理论建模方法, 主要从机床、 刀具、 材料等方面分析影响表面粗糙度的因素, 并分别介绍了各个影响因素的建模方法; 对于经验参数建模方法, 主要从具体使用的数学模型的角度, 介绍了各种方法的建模过程.最后,对理论建模和经验建模两种方法进行了比较, 阐明了各自的特点.