航空涡轮发动机通用规范要求,发动机压力平衡系统应提供合适的单向轴向载荷,轴向力过大甚至超过止推轴承所允许的负荷将损伤轴承,轴向力过小甚至方向变换会引起轴承轻载打滑蹭伤,为保证轴承能在设计使用寿命期内正常工作,在飞行前规定实验阶段应完成转子轴向力分析和实测验证。旋转机械轴向力研究方法主要有间接估算法和直接测量法,其中总性能法,摆动耙法和燃气喷管/流路法等间接测量法不能够准确测量轴向力。国内外主流方法利用测力环传感器进行测试,其传统结构两端轴向面等高,应变输出小,在承受大载荷轴向力过程中可能因变形过大而导致测力环损坏,同时由于空间限制,测力环贴片布线方式也亟待解决。本文提出一种新型非对称厚度双凸台测力环结构设计及标定方法并将其应用于航空发动机轴向力测试。给出了双凸台测力环力学模型、理论计算公式及结构设计方法,作为一种测力传感器,同时提出测力环的贴片引线方案、标定夹具设计及标定实验数据分析方法。对所设计的双凸台测力环进行了现场标定实验并开展了相应的数值仿真。本文的主要工作和研究成果如下:（1）针对航空发动机轴向力测试要求,提出一种非对称厚度双凸台测力环结构设计方法,高凸台表面的等应变测试区能够保证测试结果的灵敏度和可靠性,矮凸台的设计可以实现过载保护功能;对双凸台测力环结构设计进行了理论推导,给出轴向力下测力环结构的应力应变解析解。（2）提出一整套测力环标定实验及数据分析方法。所提的三组全桥的布线方法不但有效提高轴向力测试灵敏度,同时可以识别载荷偏心水平并大幅降低偏心加载对最终结果的影响。加工测力环并贴片,开展了现场标定实验,对标定实验数据进行分析,包括测力环的应变,线性度,热输出误差,偏心标定误差,重复性误差,均匀性误差以及总误差。数据分析结果验证了本文所提实验方法的可行性并表明双凸台测力环具有测试灵敏度高、应变值稳定的特点。（3）采用ABAQUS进行数值仿真分析,对设计的测力环及标定实验夹具开展强度、刚度计算,并将结果与理论和实验值进行对比、分析。结果显示,所设计的夹具结构,在实现标定实验功能的同时选择普通钢材料满足强度、刚度要求,测力环选用的合金钢材料,其理论计算,实验以及数值模拟结果基本吻合,验证了本文提出的航空发动机轴向力测力传感器设计方法的有效性,给出的理论公式可以用于双凸台测力环结构工程设计。