小冲杆测试可以微损取样评估石化行业在役设备材料劣化性能,具有较好的发展潜力。常规小冲杆试样没有开缺口或者裂纹,评价材料断裂韧性存在困难。对常规小冲杆试样开环形裂纹,符合试样的断裂规律,比其他类型裂纹拘束度高,环形裂纹试样的轴对称结构有利于研究材料断裂韧性。本文通过有限元模拟设计了环形裂纹试样,研究不同裂纹误差因素对试验的影响,讨论了加工方法的可行性问题。进行不同深度环形裂纹试样的小冲杆试验和有限元分析,本文主要的研究成果如下：(1)用有限元分析方法确定了环形裂纹的最优化加工直径φ2mm。(2)提出环形裂纹小冲杆试样裂纹精度范围：裂尖半径范围p<5μm,0.5mm深度h1误差小于±2%,缺口宽度10<200μm。(3)确定可行的环形裂纹加工方法,提出裂纹加工的定位、对中和深度控制方法。检测发现加工裂纹误差在允许误差范围内。(4)观察不同深度环形裂纹试样的裂纹扩展情况,获得不同深度裂纹试样的启裂点确定方法。以0.5mm深缺口试样为主要研究对象,确定了试样失效模式和裂纹类型比例,获得环形裂纹试样启裂点J积分。