轧辊是实现工业轧制过程中金属轧制变形的最直接工具，无论是冷轧制或是热轧制，轧辊都要承受较大的热应力和机械应力的共同作用。特别是对于型钢轧制轧辊，在轧制过程中还经常发生断辊事故。如果考虑到因轧辊早期报废消耗而带来的生产停机、降低产量和设备维护费用等其它因素，则其所占生产成本的比重会更高。因此，对已出厂轧辊和正在使用的轧辊进行疲劳性能分析测试，对已产生裂缝的轧辊进行有限元模拟来计算其寿命，在很大程度上达到能够降低生产成本，更加合理地来使用轧辊，是目前各轧钢厂迫切希望得到解决的课题。通过借用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA的动力学分析模拟模块，完成了含表面轴向裂纹热轧工作辊轧制的动力学过程模拟，并对含轴向表面裂纹热轧工作辊裂端区域的应力强度因子及其变化规律进行了计算分析，以及在此基础上进行的J积分的分析，对含轴向表面裂纹的热轧工作辊还进行了疲劳计算，得到了热轧工作辊的使用寿命。最后，对热轧工作辊裂纹扩展所导致的失效原因进行了计算分析。本文通过模拟，得知工作辊在热轧条件下，工作辊表面轴向裂端区域受力状态发生了很大变化，与支承辊接触而产生的第三主应力明显大于与轧件的接触，沿轴向裂端节点第三主应力将会是影响裂纹发展的主要因素。在工作辊接触轧件到轧制一周完成的过程中，径向热应力却没有什么大的幅度变化。综合轧制力和热应力来分析，在整个热轧制过程中，当裂纹部分与支承辊接触时，沿轴向裂端区域处是产生应力最大的地方，如果此处应力值高于工作辊抗压强度极限值，就会产生塑性变形，更容易导致裂纹沿轴向扩展，也将是影响轧辊使用寿命的一个重要因素。论文最后还对所做的研究工作进行了总结，得出了一些具有参考性价值的结论，并指出了对进一步研究含表面裂纹的热轧工作辊中所需解决的一些问题。另外，论文也是基于现代强度理论应用有限元法、断裂力学、损伤力学等共同设计和分析失效热轧轧辊的一个尝试方法。