扣件弹条作为铁路轨道的重要构件,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,将钢轨与轨下结构长期有效地联结成一个整体。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其扣压力和位移的变化规律,参考标准《弹条Ⅰ型、Ⅱ型扣件弹条疲劳试验方法》中的弹条疲劳试验方法并结合本文研究内容,设计了一种适用于一般轴向加载疲劳试验机的试验夹具,以及设计并制作了配套的2个压力传感器和3个位移传感器,用于弹条疲劳试验过程中实时采集弹条的扣压力和位移,用精度更高一级仪器传感器相关性能进行测试,结果表明其性能满足要求,经实践表明所设计的试验夹具可行。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和电阻应变测试的方法分析了弹条安装下的应力分布情况,研究表明,弹条在不同的荷载下应力分布情况一致,并确定了弹条断裂危险点位置为弹条跟端及跟端两侧弯折处。然后对WJ-7型扣件W1型弹条进行了在不同的荷载幅值和位移幅值下的疲劳试验,基于F-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,荷载幅值(位移幅值)越低其疲劳寿命越大,弹条在较小荷载幅值(位移幅值)变化会引起其疲劳寿命大幅度的变化。通过分析弹条扣压力与疲劳循环次数曲线规律,根据疲劳累积损伤理论,引入变量D(弹条扣压力破坏比),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。最后通过硬度试验,从硬度的角度分析了弹条的疲劳断口位置,结合静力分析所得的应力分布情况,表明硬度在44HRC~47HRC之间时疲劳寿命最佳。通过对断口宏观分析,表明属于弯曲、扭转疲劳荷载断口;并借助扫描电镜(SEM)分析了疲劳断口失效机理。