扣件弹条作为铁路轨道的重要构件,将钢轨与轨下结构长期有效地联结成一个整体,运用弹性变形时所储存的能量起到了缓解机械震动和冲击的作用,防止钢轨发生纵向和横向位移。由于列车运行过程轨道系统产生了复杂多变的荷载,使扣件系统在这些动荷载作用下承受长期、周期性的弯曲及扭转等交变应力的作用,因而引发了扣件弹条的一系列疲劳问题。首先为了研究弹条在疲劳试验过程中不同寿命循环间隔下危险点应力变化规律,参考前人所积累的弹条疲劳试验方法并结合本文实际情况进行内容研究,利用一种新设计的适用于一般轴向加载疲劳试验机的试验夹具和电阻应变测试的方法分析了三种荷载幅值(±7.5kN、±10kN、±12.5kN)下弹条疲劳试验寿命情况,依据所测得弹条疲劳平均寿命,分析应力-寿命关系,并进行寿命预测。结果表明:(1)随着疲劳循环寿命的增加,对应危险点应力值也增加,且增加到一定应力值时,应力变化值随着寿命的增加而减缓;(2)应力与寿命变化有着较好的线性关系;其次建立了简化的WJ-7型扣件系统模型,采用数值模拟计算的方法分析弹条正常工作下的应力分布情况、疲劳寿命分布情况,研究表明:弹条在不同的荷载下应力分布情况一致,并确定且优化了弹条断裂危险点位置为弹条跟端及跟端两侧弯折处。通过有限元软件进行疲劳模拟,对比有限元数值模拟寿命结果与试验实测结果,两者结果吻合度较高。为试验结果提供了支撑。然后基于正交试验设计方案对WJ-7型扣件W1型弹条材料60Si2MnA钢进行了在不同的应力(拉应力、剪应力)幅值下的多轴疲劳试验,分析了其在不同荷载工况下的应力寿命关系(即曲线),研究表明材料寿命对于扭转角(剪切应力)的变化较为敏感。且进一步S-N数据统计分布进行了可靠性研究,研究表明在同一可靠度下,应力幅值越低其疲劳寿命越大,弹条在较小应力幅值变化会引起其疲劳寿命大幅度的变化。通过分析材料扭矩与疲劳循环次数曲线规律,根据疲劳累积损伤理论,采用线性累积损伤模型,对弹条进行寿命预测,结果表明预测寿命与实测寿命总体相近。最后,通过对断口宏观分析,表明属于弯曲、扭转复合疲劳断口;并借助扫描电镜(SEM)分析疲劳断口,探讨其失效机理。