盘式制动器是海洋钻井绞车制动系统的核心部件，其在制动工作时由于热疲劳而出现裂纹甚至断裂，因此开展海洋钻井绞车盘式制动器热疲劳裂纹扩展寿命研究，对确保设备和钻井作业人员的安全具有重要的意义。本文以水冷盘式制动器为研究对象，运用有限元及试验方法相结合，研究了水冷盘式制动器的裂纹扩展，并以此为基础分析了制动盘热疲劳裂纹扩展寿命。论文的主要研究内容及创新工作如下：(1)对论文的理论基础进行了研究，包括裂纹尖端应力应变场理论、应力强度因子理论及扩展有限元理论，给出了裂尖应力应变场及应力强度因子求解方法和裂纹扩展模拟的扩展有限元法描述。(2)通过金属材料平面应变断裂韧性K IC试验，对35CrMo材料的断裂韧性进行研究。由35CrMo材料切口试样在20C~290C循环温度下的自约束热疲劳试验，确定裂纹扩展速率与裂纹长度的关系（da/dN~a）。(3)通过扩展有限元法对不同长度裂纹下应力强度因子的研究，建立了应力强度因子范围和裂纹长度的关系（K~a），结合裂纹扩展速率与裂纹长度关系（da/dN~a），确定了热疲劳裂纹扩展速率曲线（da/dN~K），最终确立了计算热疲劳裂纹扩展寿命Paris公式。(4)通过测量制动盘的实际裂纹尺寸，并对裂纹进行规则化处理，分别计算裂纹径向及轴向应力强度因子，结合求得的Paris公式，在Matlab环境下设计制动盘裂纹扩展寿命评估系统，计算制动盘的裂纹扩展寿命。研究表明：在制动过程中，制动盘由于循环的热应力作用，盘面产生了热疲劳裂纹并不断扩展；裂纹尖端的应力强度因子和裂纹扩展速率随着裂纹的生长不断增大；裂纹扩展寿命的研究表明，在通常情况下，水冷盘式制动器裂纹轴向扩展先导致失效，出现制动盘漏水现象。