测力传感器用于监测关键零部件的受力状况,在大、中量程测量方面有着广泛的应用,随着加工水平和零件质量要求的不断提高,疲劳破坏逐渐成为测力传感器的主要失效形式之一。因此本文以疲劳性能为主导基于有限元计算和实验校核对测力传感器结构进行设计与优化,提升测力传感器结构的静强度和疲劳寿命,保证测量精确性和可靠性。本文基于Ansys Workbench和Ncode Designlife仿真软件,综合静强度与疲劳强度的性能指标,通过将测力传感器弹性体分为轮辐主结构和螺纹结构进行仿真计算和实验校核,实现满足静强度和疲劳寿命双条件下的量程为125 kN测力传感器的优化设计。通过有限元分析得到应变片粘贴的最佳位置,搭建双通道全桥差动电路和外围调理电路,保证应变测量的准确性和可靠性。本文的主要工作如下:（1）通过测力传感器弹性体轮辐主结构的仿真分析和疲劳寿命计算,分析轮辐长度、宽度和高度、过渡圆角以及轮辐倾斜角度对于弹性体结构的静强度和疲劳寿命的影响,综合考虑应变片粘贴、整体结构尺寸以及加工难度等因素,从而确定疲劳性能较好的轮辐主结构形状与尺寸。（2）通过对弹性体螺纹结构组的有限元仿真和疲劳寿命计算,优化螺纹根部的过渡圆角半径、摩擦系数、螺纹配合圈数,以及轮毂的高度和外径尺寸,确定疲劳性能最佳的螺纹结构形状和尺寸。（3）基于有限元分析得到轮辐侧面的应力集中区,确定应变粘贴位置,采用双通道全桥差动电路保证应变测量的准确性和可靠性。设计外围电路放大和过滤采集的应变信号,确保输出的电压值满足测力传感器要求。（4）基于实验研究对弹性体进行静态与动态试验,将测力传感器两个通道的数据进行拟合,得到两个通道测量的修正系数与线性度,将两个通道测试数据进行比较得到其误差值,保证测力传感器的测量稳定性和可靠性。（5）通过外螺纹夹具的实验与仿真对比,得到仿真疲劳计算中加工误差和装配误差系数,再利用疲劳软件估算弹性体疲劳寿命,并与弹性体的实验结果比较,验证仿真计算的可靠性。