KDP(Potassium Dihydrogen Phosphate)晶体作为一种优异的非线性光学晶体,被广泛应用于激光和非线性光学领域,而KDP晶体属于难加工的软脆材料,它的加工一直是限制激光核聚变装置发展的瓶颈技术之一。KDP晶体在物理与机械性能方面表现极强的各向异性,这给KDP晶体的加工带来了很大难度。因此研究KDP晶体的力学特性以及各向异性的规律对其超精密切削具有重要的意义。首先利用原位纳米压痕仪对KDP晶体进行了多组纳米压痕试验,得到了KDP晶体在不同晶面、不同晶向的弹性模量、硬度,试验表明在不同晶面、不同晶向上KDP晶体材料力学特性表现出了各向异性;在ABAQUS有限元软件中,利用试验得到的材料参数,建立纳米压痕试验三维有限元仿真模型,得到纳米压痕试验的整个加载和卸载过程的应力变化,计算出载荷和位移的关系,将仿真得到的压力-压深曲线与压痕试验得到的压力-压深曲线进行不断拟合,得到KDP晶体的在不同晶面、不同晶向的屈服应力和应力-应变曲线。其次在KDP晶体不同晶向上进行维氏压痕试验,研究KDP晶体维氏硬度随晶向的变化规律,通过对裂纹长度的测量,计算出KDP晶体在不同晶面、不同晶向下的断裂韧性,以及中央裂纹出现时的临界压力载荷。通过理论计算得到了KDP晶体在不同晶向上临界切削厚度的变化规律。通过分析硬度、断裂韧性、临界切削厚度随晶向变化规律,找到不同晶面的最佳切削晶向。90°晶向为(001)晶面的最佳切削晶向,45°晶向为Ⅱ类面的最佳切削晶向。最后建立了维氏压痕试验的有限元仿真模型,通过有限元计算得到出现中央裂纹出现时的临界压力载荷值,(001)晶面90°晶向临界压力载荷为0.0992N,Ⅱ类面45°晶向临界压力载荷为0.194N,并分析了维氏压痕试验整个加载和卸载过程的应力变化。