疲劳破坏是机械结构最主要的失效形式,而疲劳是一个复杂的问题,至今还未能建立起明确的数学模型,只有通过疲劳试验机进行的疲劳性能测试才能得到比较可靠的疲劳性能数据。而现今存在的疲劳试验机的测试精度较低,测试周期较长。因此,开发高效率、高精度的疲劳试验机具有重要的意义。本文对一种新型的弯扭联合作用疲劳试验机进行了设计研究,该试验机采用了全新的结构型式和弯扭矩的加载方案,能够精确测试弯矩和扭矩同时加载情况下的轴类零件的疲劳性能,且测试效率较高。在新型弯扭联合作用疲劳试验机中,被测试件在夹具上固定不旋转,在试件上加载固定的扭矩和旋转变化的弯矩。这样不但能够精确地模拟轴类零件实际的工作状况,而且易于提高测试效率。该试验机由机械支撑系统、弯扭矩加载及控制系统、弯扭矩检测系统和试件断裂自动识别、自动停机、自动计数系统组成。对于机械支撑系统,首先确定结构型式,并用Pro/E进行三维造型设计,最后用ANSYS对关键性易损零件进行应力及变形分析。弯矩采用电磁铁进行加载,在圆周上均匀布置三个电磁铁,其电磁吸力通过弯矩的作用力臂传递到试件上,从而给试件加载弯矩;按照磁路理论,对电磁铁的结构参数进行了精确的设计,并进行了温升验算;运用电力电子理论,设计出以IGBT为核心元件的控制电源电路,提供给电磁铁按正确规律变化的励磁电流,使电磁铁能够加载大小不变而方向匀速旋转的弯矩。扭矩是通过蜗轮-蜗杆机构进行加载的,为了避免弯扭矩加载的互相干扰,文中选用了双万向联轴器进行弯矩和扭矩的解耦,使二者的加载互相独立,互不干扰。对于弯扭矩检测系统,运用应变仪的原理,在试件上的合适位置加贴应变片并组成惠斯登全桥差动电路,检测出实际加载在试件上的弯矩和扭矩的大小。用电路的形式实现了试件断裂自动识别、自动停机、自动计数的功能。