理解软材料的力学行为在生物医学工程、材料工程以及软物质物理等研究领域受到广泛关注。表征软材料的时间相关力学性能对于理解它们在各种激励下的变形行为至关重要。本文主要研究表征软材料局部粘弹性特性的压痕蠕变实验方法。通过量纲分析、有限元仿真和仿体实验,发展了表征生物软材料特征蠕变函数的压痕实验方法,并据此开发了低成本的便携式蠕变压痕仪。首先,基于量纲分析和弹性-粘弹性对应原理,对蠕变压痕实验进行了理论分析。揭示了特征蠕变函数仅由蠕变压痕实验中压头位移决定。在保持压头与被测材料的接触面积不变的情况下,该标度律与系统中的几何参数无关,包括压头与被测材料的几何参数。并根据该标度律关系发展了表征特征蠕变函数的反方法。其次,建立了压痕蠕变实验有限元分析模型,通过定量研究系统几何参数、材料非线性、几何非线性和压头惯性对反分析结果的影响,验证了理论模型和反分析方法的有效性。有限元仿真结果证明了被压软材料具有不规则形状时,该标度律关系依然成立,其不受被测试材料与压头几何参数的影响。研究结果同时表明,采用本分析方法,刚性基底的影响可忽略不计。第三,基于理论分析和数值模拟,发展了一种低成本的便携式压痕仪器进行压痕蠕变测试。该实验系统的优势在于成本较低且组装简单,并且克服了传统测试仪器中实现蠕变加载的困难。最后,利用了上述发展的便携式压痕蠕变设备开展了水凝胶仿体蠕变压痕实验。实验结果展示了本文所发展的新方法和便携式蠕变压痕仪的实际应用价值。