电磁谐振式疲劳试验系统是一种基于共振原理的可用来对试件进行疲劳裂纹扩展试验的装置,紧凑拉伸(CT)试件是疲劳裂纹扩展试验中最常用的试件,其连接刚度对动态载荷的测量和控制精度及系统的动态特性有着重大的影响。CT试件和夹具通过销轴连接,试件与销轴之间、夹具与销轴之间为机械结合面,在不加润滑的情况下结合面对系统动态特性的影响主要是由其法向接触刚度所引起的。本文对CT试件连接刚度进行了理论计算和实验测量并对其对系统动态特性和动态载荷测量误差的影响进行了研究,为疲劳试验系统的设计、分析、控制提供了理论依据,具有重要的理论和应用价值。主要研究工作如下:1、建立了电磁谐振式疲劳试验振动系统数学模型,建立了基于销轴式机械结合面的CT试件和夹具连接刚度模型,采用Hertz接触理论对CT试件和夹具的法向接触刚度进行了初步计算和分析,为其下一步的精确测量奠定了理论基础,采用ANSYS有限元对CT试件刚度进行了计算。2、提出了一种基于谐振式疲劳试验振动系统特征方程的CT试件连接刚度的测量方法,选取一系列不同裂纹长度标准CT试件刚度及其所对应谐振式疲劳试验振动系统固有频率作为辅助变量,以砝码质量作为目标优化变量,通过最小二乘法和Newton迭代法求解超定非线性方程组,得到CT试件连接刚度和其他相关参数。采用此方法进行了相关实验,并对该方法进行了验证,分析了销轴尺寸,静态载荷,试件材料等因素对CT试件连接刚度的影响。3、对电磁谐振式疲劳试验系统工作特性进行了分析,在求解谐振式疲劳试验振动系统稳态输出响应的基础上,建立了动态载荷测量误差、系统固有频率、试验载荷共振振幅、幅频特性的数学模型并进行了理论和实验分析。4、对CT试件连接刚度对谐振式疲劳试验系统工作特性的影响进行了研究,对不同条件下CT试件连接刚度对动态载荷测量误差、系统固有频率、试验载荷共振振幅、幅频特性的影响进行了理论和实验研究。本文的研究结果为谐振式疲劳试验系统的设计、分析、控制提供了理论依据,具有重要的理论和应用价值。