叶片的可靠性直接影响汽轮发电机组的运行安全，而疲劳试验则可以确定叶片在不同应力水平下的疲劳极限和疲劳寿命，为汽轮机叶片的合理选材及新处理工艺的评定提供重要的依据。本文以上海某大型汽轮机制造公司提供的2Cr12MoV叶片三种表面处理状态下的疲劳性能评估项目为背景，完成了在专门设计的振动疲劳试验机上进行的对比试验与分析，并研制出具有实时显示试验参数和试样失效自动停机功能的控制系统。 文章讲解了汽轮机叶片的强度和疲劳问题，阐述了金属疲劳的基本概念和疲劳试验的经典方法。根据叶片受力状态，引出了研制振动疲劳试验机的课题需求。 在该新型非标试验机开发中，设计了偏心凸轮与悬臂等强度板式试样相结合的脉动载荷加载系统，圆柱销和偏心轮外周滚动轴承的组合设计在有效传递载荷的同时大大减少了载荷对试样的摩擦，再加上简易循环油冷却系统和试验应力幅调节装置，成功满足了不同载荷强度下叶片试样的振动疲劳试验要求。借助于等强度试样轴向应变—端部竖向位移标定，为最后用“小子样升降法”测定叶片疲劳强度和疲劳寿命提供了充分的条件。 论文期间，重点开发了一套不但能够准确记录叶片的脉动循环次数，而且在叶片失效或振动次数超过所设定的循环基数时，系统自动报警使试验机断电停机的控制系统。由于采用了串口通信技术以及前端可变参考电压和反馈电压的设计，系统的使用范围和调节能力得到了提高。 作为工程科研课题的重要结果，在这套振动疲劳试验新装置上完成了2Cr12MoV叶片三种表面处理状态的振动疲劳性能对比试验，为表面处理工艺的评估优化提供了科学依据。 论文相关的软硬件开发成果，在同类力学试验技术研究和工程应用中具有借鉴和拓展意义。