丁腈橡膠定子在不同工況條件下裂紋擴展機理，并進行了力學分析和 ANSYS 有限元仿真分析，發(fā)現(xiàn)了不同預制裂紋角度下丁腈橡膠的裂紋擴展規(guī)律，最后對螺桿泵定子進行裂紋分析和疲勞壽命預測，得出如下研究成果和結論。

1、對不同預制裂紋角度橡膠拉伸試樣進行有限元分析發(fā)現(xiàn)，在拉伸過程中裂紋尖端形狀均由初始的尖端變成圓弧狀。不同預制裂紋角度丁腈橡膠試樣在單軸拉伸條件下裂紋的擴展路徑初始沿著自身角度進行一定距離的擴展，隨后發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，最后擴展角度達到90°。隨著初始預制裂紋角度的增加，裂紋擴展所需的時間逐漸減小。

2、隨著初始預制裂紋角度的增加，裂紋尖端的等效應力值逐漸增加，在相同的摩擦載荷作用下大角度裂紋更易發(fā)生裂紋擴展。在磨損過程中，裂紋擴展路徑首先沿著初始預制裂紋角度的方向擴展，到達穩(wěn)定擴展階段裂紋擴展路徑發(fā)生改變，沿著水平方向到達快速擴展階段，最后偏轉(zhuǎn)一定的角度斷裂失效。隨著裂紋角度的增加，初始擴展階段和穩(wěn)定擴展階段所需的時間緩慢增加，而最后斷裂階段所需的時間急劇增大。

3、結合斷裂力學理論得到螺桿泵定子橡膠內(nèi)表面危險單元的預測最小壽命為156天，低于螺桿泵的實際使用壽命。