根據斷裂力學中的應變能釋放率，制定疲勞斷裂參數，對得到的O 型密封圈實驗數據進行擬合歸類處理，得到計算O 型密封圈疲勞壽命模型，并計算密封圈上危險截面單元的疲勞壽命。同時，利用疲勞分析軟件對密封圈進行分析，找到密封圈上疲勞斷裂的危險截面，并計算出危險截面節點上的疲勞壽命。比較斷裂力學計算結果、疲勞分析軟件分析結果和實驗結果，表明3 種方法得到的危險截面出現的位置和疲勞壽命基本一致，證明了運用斷裂力學計算密封圈疲勞壽命的合理性。

　　O型密封圈結構簡單、成本低廉、安裝方便并且不需要做周期性的調整，用于滑動密封時密封性不受運動方向的影響，因此被廣泛應用在各類機械設備上。雖然O 型密封圈工作應力值遠遠低于屈服極限，但是長期工作在周期性的載荷下，密封圈內部會出現微小的裂紋，隨著交變應力的繼續，微小裂紋逐漸擴張，最終導致密封圈疲勞失效，對機械設備可靠性產生嚴重的影響，所以對O 型密封圈疲勞性能研究具有較大的工程意義。

　　國內外對O 型密封圈的疲勞失效問題早有一定的研究，主要有基于S/N 曲線的疲勞壽命預測、基于損傷力學的疲勞壽命預測和基于斷裂力學的裂紋擴展法。S/N 曲線主要通過實驗手段獲取，而橡膠密封圈具有較高的壽命，一般高達106 ～ 108 次，如果單純依靠實驗來獲取，會耗大量的人力物力，所以在工程上應用較少; 損傷力學體系尚在形成與發展之中，并且只能給出在概率統計下平均壽命，因此應用也較少; 斷裂力學認定材料內部不可避免地存在裂紋、雜質等缺陷，這些缺陷隨著時間的積累和載荷的施加，最終導致材料破壞，這比較符合橡膠制品疲勞失效的過程，因此被廣泛運用在橡膠密封圈的疲勞性能研究。

　　1、斷裂力學計算模型

　　基于斷裂力學對O 型密封圈疲勞壽命的研究主要集中在能量釋放法上，通過彈性應變能和能量釋放率這兩個參數來對密封圈裂紋擴展進行評估，彈性應變能是密封圈疲勞裂紋擴展的動力，應變能釋放率為每增加單位裂紋所釋放出來的能量。在裂紋擴展過程中，密封圈的裂紋擴速率可用公式(1) 表示。

　　式中: B 為材料常數; β 為裂紋擴展常數。

　　4、結論

　　(1) 運用斷裂力學裂紋擴展法預測了O 型橡膠密封圈的疲勞壽命。在預測密封圈疲勞壽命時，結合得到的具體實驗數據，對數據進行擬合歸類處理，得到計算O 型密封圈疲勞壽命模型，并計算不同載荷范圍內密封圈的疲勞壽命極限。結果表明，密封圈最短疲勞壽命位置一般出現在其被擠入密封溝槽部分。

　　(2) 運用FEMFAT 軟件對O 型密封圈疲勞壽命進行分析，得到不同載荷下密封圈安全系數危險點的示意圖。

　　(3) 比較斷裂力學計算結果、FEMFAT 軟件分析結果和實驗結果，危險截面出現的位置和疲勞壽命在數值上基本一致，證明了運用斷裂力學裂紋擴展法計算密封圈疲勞壽命的合理性，為O 型密封圈疲勞壽命研究提供參考。