在Ⅱ型抽油杆试样的疲劳试验中,夹持装置的夹头部位,容易在抽油杆表面产生压痕,致使该位置出现应力集中,从而导致抽油杆提前断裂,疲劳试验失败。因此,本文设计一种新型抽油杆疲劳试验夹持装置,以期有效减小疲劳试验中抽油杆夹头处应力集中,提高疲劳试验的成功率。首先,通过对夹持装置的国内外现状调研,设计出一种带有鸭嘴头的新型夹持装置。确定其理论模型,计算出抽油杆的屈服应力和接触应力。理论结果显示,该装置夹持下的抽油杆满足强度要求。其次,运用ANSYS软件分别对新、旧夹持装置和抽油杆进行静力学分析。对比得到,新装置夹持下抽油杆夹头处的应力明显减小。确定了新型夹持装置的可行性之后,将新装置夹持下抽油杆的有限元计算与理论计算结果进行对比分析,验证了理论计算的准确性。在此基础上,继续对新夹持装置鸭嘴头进行结构优化和分析,确定出带有内外圆弧面鸭嘴头的夹持装置。再基于n Code软件对新装置夹持下的抽油杆进行疲劳分析,所得抽油杆最薄弱处的疲劳寿命接近抽油杆的实际寿命。最后,对新夹持装置的内圆弧面、外圆弧面、半间距等参数进行优化。分别使用响应面优化法和fmicon函数优化算法,求解出最优参数。夹持装置模型和参数确定之后,使用UG软件对夹持装置的加工进行模拟仿真。结果表明,新夹持装置的主要参数:鸭嘴头处内圆弧半径、外圆弧半径、半间距和内圆柱面半径分别为9.9mm、10.1mm、3mm和11mm时,夹持效果最优。与旧夹持装置比较,新装置使夹头处最大应力减少了23.6%,有效的提高了疲劳试验的成功率。