叶轮是空气压缩机的重要组成部分,其性能直接影响空气压缩机的服役情况和使用寿命。本文依据叶轮在空气压缩机内服役工况及试验机设计相关知识,创新性的研制开发了一台再制造叶轮性能评价试验机,并完成叶轮模拟试件的疲劳性能评价试验,主要研究内容如下:根据叶轮叶片在空气压缩机中的服役工况,对叶片的疲劳破坏机理进行分析,创新性的提出再制造叶轮性能评价试验机的功能设计要求和主要技术指标,并完成试验机设计和研制。建立了叶轮叶片模拟试件的流固耦合模型,揭示了在多种载荷作用下叶轮叶片模拟试件的应力状态及变形情况。结合叶轮材料的S-N曲线和疲劳损伤理论,对试件在多种载荷作用下的疲劳寿命进行数值计算,分析叶轮的疲劳破坏形式。完成试验机的拉力加载系统的模态分析和谐相应分析,分析拉力加载系统的固有频率和外加激励情况下的稳态响应。最后,完成了再制造叶轮叶片试验机的整体调试工作,进行叶轮疲劳性能的试验研究,试验结果与数值模拟结果的具有较好的一致性。本试验机能够满足多种载荷精确加载、长时间稳定运行、检测精度高等功能要求,准确模拟空气压缩机叶片服役工况,完成叶轮模拟试件的疲劳寿命试验。再制造叶轮疲劳性能评价试验机填补了多种载荷、复杂结构试件等方面疲劳试验机的研究空白,为提高叶轮及空气压缩机使用性能具有重要意义。