新材料的不断发展与应用需要针对其性能深入研究为支撑。材料力学性能测试研究技术,主要为了获得材料的各项力学性能参数。随着材料技术的不断发展,对于材料的力学特性进行测试研究也逐渐成为学术界的研究焦点。在实际工况应用中,材料受力复杂,传统测试仪器只在单一载荷作用下对材料的力学性能进行测试实验,所得出的试验结果,对材料的力学特性的反映并不是很全面。由于双轴拉伸测试仪器能够实现多种平面受力状态,近年来,有关十字形试件双轴拉伸测试仪器的研究取得了很大发展。同时在双轴拉伸测试装置研究的过程中,控制系统往往占有同等重要的地位。如何控制双向拉伸仪器实现多轴联动,从而达到预期效果对仪器研制有着重要作用。基于ARM的嵌入式系统具有比较强的事物管理能力,其处理数据能力强,控制速率要比电脑控制速率快两个数量级。相对于工控机加板卡控制方式,其通过自身管脚的高低电平经由电机驱动器来驱动电机具有更高的响应频率。外围接口丰富,外扩24位高精度采集芯片,可以实现对传感器信号的高精度采集。本文对所设计双轴拉伸测试仪器的关键零部件进行了计算选型,并进行了校核。对仪器进行了静力学和动力学仿真分析。针对双轴拉伸测试仪器由于受到应力产生机架变形对测试结果造成影响,对机架的变形进行了理论分析,提出了机架柔度的修正算法,以及试件夹持端变形的修正算法。搭建了外围控制系统硬件电路,完成了双轴拉伸控制系统软件部分整体方案的功能设计、通信协议的编写、程序调试等工作。验证了测试装置的加载可行性,与试验结果的准确性。利用设计的基于嵌入式系统的双轴拉伸测试仪器对Q235、紫铜、6061铝等材料进行了双轴拉伸试验,通过OLYMPUS显微镜观察双轴拉伸作用下材料受力时表面微观形貌变化,对于能够深入了解材料的破坏原因有很重要的参考意义。