轴向力与径向力的大小是影响水泵能否安全运行的重要因素之一。若轴向力与径向力过大超过了材料的屈服极限,在水泵运行时会造成严重的后果。因此,解决轴向力与径向力问题是发展水泵业的关键所在。介绍了水泵的内部基本结构、轴向力与径向力的主要产生原因,以及水泵轴向力与径向力测试的发展现状、目的和意义。阐述了有限元的基本理论和思想,利用有限元分析软件ANSYS对测力弹性元件进行分析。详细介绍了测力弹性元件结构的设计步骤及有限元分析方法,结合弹性力学理论,将弹性元件的等效应变达到理想效果,所设计的轴径向弹性元件最大应力为215MPa、384MPa,均在材料的屈服极限443MPa之内。依据等效应变的分布情况,绘制出了最佳取值路径,从取值路径中可以清晰看到应变随位移的发展趋势,从而找到粘贴应变片的最佳位置。本文详细介绍了应变片所组成的四臂差动电桥工作原理及特点,给出了消除非线性误差的计算公式。设计了轴向力与径向力的测试电路,详细介绍了电源激励电路与信号调理电路的设计原理及方法。说明了测试系统主要器件的选择依据及系统的上位机应用测试软件。介绍了系统的采集电路原理及过程。经实际调试,上位机与测试系统通信良好,能够得到实时波形数据并将数据保存在指定路径下。阐述了轴向测力弹性元件在大型液压试验机上进行静态标定的方法,给出了弹性元件的标定曲线,并设计了适合标定径向测力弹性元件的装置。结合多元线性回归理论,得到了径向测力弹性元件合力的大小、角度与4个测力点的多元线性回归方程。经实验证明,仿真设计结果与实际测试结果是一致的,从而证明本文采用的原理及方法是正确的。文中对设计过程所遇到问题的解决方法进行了说明,并提出了对测力弹性元件结构改进的若干建议。