为解决材料拉伸性能的高通量测试,特别是针对微小试样及构件拉伸性能的高通量测试问题,实现对微小材料、复杂结构材料、功能梯度材料、材料焊缝、服役材料等进行低成本、快速、高效的测试评价及材料均匀性评估,研制了一种微小试样拉伸性能高通量测试系统,并对测试系统进行了验证。基于研制的测试系统开展了微小试样拉伸性能高通量实验方法研究,并结合高铁车轮、超临界耐热钢等工程材料开展了应用。首先,对测试系统的结构、控制系统及控制软件进行了设计和开发,并采用计量校准和微小试样拉伸性能高通测试的方法对测试系统进行了验证。通过计量校准,验证了系统满足0.5级精度的使用要求。通过进行微小试样拉伸性能的高通量测试,验证了研制的微小试样拉伸性能高通量测试系统的方案可行,以及验证了测试系统各测试单元之间的测量精密度较高,测试结果的分散性较小。其次,开展了微小试样拉伸性能高通量实验方法研究。对微小试样进行了设计,并对其制备工艺和尺寸测量方法进行研究,获得了适用于微小试样的制备方法及测量手段。开展了微小试样拉伸性能高通量条件实验,获得了适用于不同直径的微小试样的拉伸测试速率。根据条件实验得到的研究结论,对不同直径的微小试样拉伸性能进行了高通量重复性实验,分析了微小试样与常规试样拉伸性能测试结果之间的关联性,并对微小试样的尺寸效应进行了研究,获得了微小试样拉伸性能尺寸效应的临界尺寸。最后,选取了几种不同类型的常用结构钢和重大工程用钢,如高铁车轮用钢、超临界耐热钢、高温合金钢等,分别从晶粒度、化学成分及拉伸性能等方面进行了分析和测试。同时,采用微小试样拉伸性能高通量测试方法对材料的均匀性进行了评估,并以高铁车轮轮辋为例开展了均匀性测试。相关工作为材料拉伸性能的高通量、微小化及材料性能的均匀性分布测试提供了实践参考。创新点:（1）首次研制微小试样拉伸性能高通量测试系统,填补了行业研究空白。（2）系统采用单一电机并行驱动,实现多样品测试;采用实时、并行通信设计实现各测试单元的同步控制及采集。（3）测试系统的各测单元之间的一致性计量校准及评价。（4）对微小拉伸试样从制备工艺、测量方法方面进行了研究,并获得了适用于微小试样的制备工艺标准化流程。（5）首次使用微小试样拉伸性能高通量实验及方法,结合工程材料开展了应用测试,并以高铁车轮轮辋为例,开展了轮辋材料拉伸性能均匀性分布测试,为微小试样拉伸性能高通量实验及方法的工程应用提供了实践参考。