研究发现在实际应用和操作中，检测各种抗拉压器件的疲劳试验机种类很多，但是同时具备大行程、高频率功能的疲劳试验机却很少。当今疲劳试验机应用范围比较广泛，但是在面对测试橡胶、高分子材料、复合材料或生物医学材料及器械的力学性能时，传统的疲劳试验机已经无法满足。本文突破了传统的疲劳试验机忽视测试生物材料的动态力学性能的弊端，设计及制造了一台体积较小、高精度、高性能、高频率的微型加载装置。本课题通过研制一种微型的加载装置，可以填补目前疲劳试验机研究领域缺乏大行程、频率高的加载装置的空缺。在研究阶段，首先提出以音圈直线电机作为疲劳试验机的驱动装置，突破了选取步进电机或压电陶瓷作为驱动装置的传统方法。选用的音圈电机避免了步进电机存在的机械传动环节，实现了“零传动”，具有零磁滞、高精度、高频率等特点。其次，根据选用的音圈直线电机，探讨并设计疲劳试验机的整体结构。另外，还设计了一套应用于生物医学领域的新型培养小室结构。该培养小室可以为组织工程构建物提供一种接近于生理加载的无菌环境。最后利用有限元软件计算电机的固有频率，防止加工生产后该装置在实际工作中发生共振，确保了整个疲劳试验机的结构设计的可靠。在控制方面，分析比较Cspace控制系统和Imac400控制系统，最终择优选择Imac400控制作为整个装置的控制系统。本课题研究的这种微型疲劳试验机的所能夹持的试件尺寸最大可为300mm，对试件的加载最高可达到200Hz，另外可对试件进行最大行程30mm的压缩或拉伸实验，实现了大载荷和高动态应变前提下的高频测试。除此之外，本课题研制的疲劳试验机的另一个研究特色是不仅可应用于金属或非金属材料的疲劳测试，还可以应用于生物医学的研究，测试生物医学材料及器械的疲劳寿命。结合本课题独立设计的新型培养室可进行力学加载激励条件下的细胞培养或组织培养。本课题将传统的机械设计及生物力学相结合，使得本装置不仅能够作为一台疲劳试验机使用，还可以当作一台生物反应器使用。这种新型加载装置的研究不仅为日后机械与生物交叉学科的发展提供了有力依据，而且也为科研单位、大学、公司及检测实验室提供了新的途径。