梁型构件在工业工程中应用十分广泛,多数梁型构件承受交变弯曲应力作用,容易发生疲劳损伤破坏,限于梁型构件尺寸较大,使用传统低频加载方法完成疲劳试验相当费时耗能。提高加载频率,缩短试验时间,提高试验效率,降低试验成本越来越成为梁型构件弯曲疲劳试验的发展趋势。梁型构件的弯曲共振疲劳试验方法利用了共振加载原理,可以大幅度提高试验效率。本文以梁型构件弯曲振动力学原理为基础,利用梁型构件的横向弯曲振型的固有属性,进行加载。并以管道和轨枕为例,对梁型构件弯曲共振的实现方法,比如共振放大原理、固有频率调整方法、激振源的设计、工程计算以及试验装置的设计进行探索研究。(1)对梁型构件弯曲振动基本原理进行阐述,并对自由约束梁和简支梁进行共振放大原理分析,给出相应振型函数、固有频率以及节点位置的理论解析解;给出通过增加两端配重调整试件固有频率的方法。(2)对激振源问题进行研究,设计了一种新型的偏心距径向无级连续调节的惯性激振器,并对激振器加载原理进行分析说明;新型激振器通过组合使用可以实现圆周力加载,单向激振力加载,交变力偶加载等,可应用于多种不同的加载场合。(3)针对无约束梁构件弯曲振动,以无缝钢管的弯曲疲劳试验为例,给出了振动参数的工程计算方法,包括曲率半径求解应力的方法,建立单自由度振动模型近似求解振动功率和激振力。通过有限元模型求解振动参数,给出固有频率和节点位置随试件两端配重增加变化的一般规律。为管道弯曲疲劳试验装置的参数的设计提供计算依据。(4)给出梁型构件弯曲共振的实例应用,以自由约束梁振动原理为基础设计了管道弯曲共振疲劳试验装置,以简支梁弯曲振动原理为基础设计了轨枕弯曲共振疲劳试验装置,并对实验装置做出有限元分析,确保其实现动态加载的可行性。(5)为了探究梁型构件弯曲共振实现方法的可行性,验证工程计算的准确性,以管道弯曲共振试验装置为例进行多次实验探究。实验结果表明,以梁的弯曲共振原理进行疲劳试验的方法是可行的,自由约束梁模型的工程计算结果与实验结果误差在10%以内,特别是针对固有频率和节点位置的有限元算法误差在5%以内,验证了工程近似计算方法是正确的。