复合材料轴向绝缘子是国际热核聚变反应堆(ITER)超导磁体系统的关键部件，为了确保绝缘子在ITER装置20年工作年限内的安全运行，根据ITER轴向绝缘子的技术要求，需要开展疲劳性能理论分析与实验研究。　　 本文采用有限元分析方法针对绝缘子不同的受力状态进行了常温和液氮温度下的疲劳分析。通过模拟实际运行模式，优化了绝缘子实验测试方案，完成了绝缘子热疲劳和力学疲劳试验。然后通过氦气密封性能测试、破坏性试验和耐电压测试研究了疲劳载荷后的绝缘子相关力学和物理性能。最后合成了一种新型环氧树脂增韧剂，研究其常温下的物理和化学性能，并初步探讨了其增韧机理。　　 计算分析和实验研究结果如下:1）绝缘子的所有疲劳行为中弯矩作用下应力幅值最大，但仍低于材料的许用疲劳强度，绝缘子不会发生疲劳破坏。与常温下的疲劳分析相比，液氮温度下热应力占主导地位，较高的应力存在于不锈钢与绝缘层界面，因为两者的热膨胀系数差异而产生较大的热应力。2）绝缘子室温下承受1MPa氦气压和液氮温度下承受4MPa的氦气压，漏率均低于1×10-9Pa.m3/s，符合ITER技术要求。3）绝缘子组件的耐电压测试和PASCHEN条件下的放电试验显示在56kV下对应的泄漏电流小于15μA，达到了ITER绝缘子电性能要求。4）合成增韧剂的平均分子量为43907，分子中含有-OH、-C=O、-NH、-O-等官能团，这些结构赋予MDI型聚氨酯预聚体独特的性能，提高了固化产物的粘接强度，改善了增韧剂与环氧树脂之间的相容性。　　 研究结果证明轴向绝缘子具有良好的热疲劳和机械疲劳性能，为绝缘子在ITER装置中的长期安全运行提供可靠的保障。