Rotura de ejes en una bomba de membrana

Estoy utilizando un acero f-1140 para la construcción de un eje de una bomba de membrana. Para este modelo de bomba, el cual dispone de 2 cuerpos de bomba (cabezales) la conexión de dichos cabezales es en serie. Esto significa que un solo cabezal soporta la fuerza de los 2. La bomba de membrana se desplaza mediante una excéntrica colocada en la biela. Después de esta pequeña descripción mi problema es que se rompen algunos ejes. Pienso que el material del eje no es el adecuado. El eje está sometido a esfuerzos de fatiga, flexión y torsión (digo torsión ya que mientras la biela de un cabezal- en un extremo del eje- esta en el punto muerto inferior, la biela del otro extremo está en el punto muerto superior) mi pregunta es:
¿Conoce la naturaleza de esta aplicación?
¿Podría decirme como puedo realizar un estudio de las fuerzas a las que está sometido el eje?
¿Podría decirme algún material más adecuado?
Muchas gracias por su atención.