随着工业技术的发展,在航空航天、汽车、高速列车等许多工业领域其零部件受高速交变载荷的作用,在服役期内构件疲劳工作寿命已达109周次,甚至更高。使用常规疲劳试验技术只能满足传统的疲劳极限定义。因此,关于材料在107周次以上疲劳寿命引起了广泛关注。用现有的常规疲劳试验方法完成107~1010超高周范围内疲劳试验要耗费大量的时间和费用。因此,本文对于一种加速疲劳实验装置即超声疲劳实验装置进行了研究。因此,如何更好的应用超声疲劳实验装置进行超长寿命疲劳实验,一直是专业人员关注、研究的重要课题。本文对超声疲劳实验装置进行进一步的完善,增加了USB2.0数据传输装置,与计算机连接,使实验数据能够被实时跟踪、记录和传输。通过采用P89C61x2增强型51单片机对数据进行采集,通过对USB2.0的外围硬件电路和软件设计,操作界面设计等来实现对超声疲劳数据的采集和传输功能。在数据采集之前要前进行滤波,因此本文还设计了滤波电路。通过联机调试此系统能够正常工作。根据理论计算公式对超声疲劳试样进行设计,共有四种形式。本文选用变截面圆柱试样进行试验。应用超声疲劳实验装置进行超高周疲劳实验,来验证超声疲劳实验装置的稳定性。本文选用45钢为材料设计两种试样:母材和焊缝进行试验,将试验结果进行对比。对上述超声疲劳数据采集系统进行了调试,调试后结果表明,USB2.0数据采集系统可实现与计算机进行稳定的数据传输和实时跟踪。通过对45钢母材和焊缝疲劳试验分析表明,在超过107循环周次后试样仍然发生疲劳断裂。焊缝疲劳寿命远低于母材。