随着国民经济的飞速发展,我国对矿井资源的需求大幅增长,促使我国对矿产资源的开采不断向深层扩展。深井开采对提升装备提出新的要求,但目前我国对1500米以上深井提升装备还没有成熟研究,产品的设计与制造仍处于空白,严重制约我国深部资源开发利用战略的实施。钢丝绳作为深井提升装备系统中重要的组成部分,钢丝绳的力学性能及疲劳寿命对矿井提升安全生产有着重要意义。本文以国家重点基础研究发展项目973项目课题“超深井提升系统的变形失谐规律与并行驱动同步控制研究”为依托(项目编号:2014CB049403),研究钢丝绳在拉伸工况下钢丝间接触下的力学特性以及对钢丝绳进行疲劳寿命预测,以期为超深井提升系统钢丝绳力学特性理论分析以及疲劳寿命预测提供理论基础和技术基础。本文研究的主要内容包括以下几个方面:(1)本文采用包络法建立了钢丝绳几何参数模型,该方法克服几何坐标变换法和Frenet标架法建模可能带来因曲率变化过大产生干涉的缺陷。以复杂结构的钢丝绳为例,采用该方法建立钢丝绳几何中心线参数方程,在三维软件中实现钢丝绳三维实体建模。(2)采用Costello模型对钢丝绳中钢丝受力公式进行推导,得到钢丝绳轴向拉伸载荷与钢丝内部受力的关系式。将推导所得的刚度矩阵与有限元分析及其他模型求得的刚度矩阵进行对比,结果显示本文模型与其他模型计算无量纲刚度的结果相差不大,由于该方法考虑泊松比和丝间接触的影响,更符合实际情况,可用于理论分析模型再结合其他理论进行后续研究工作。(3)依据中信重工试验台运行工况参数及钢丝绳材料参数,基于Simulink仿真得到了提升工况下钢丝绳拉伸载荷变化规律。采用Costello力学模型、Hertz接触理论和Coulomb摩擦理论相结合的方式,分析了钢丝绳在动载下的应力分布规律,找到了钢丝间接触失效规律。(4)根据中信重工试验台提升工况所得的天轮处动张力,借助abaqus有限元软件分析了钢丝绳拉伸载荷作用下的等效应力分布规律。基于线性损伤累积理论、abaqus有限元结果,联合Fe-safe软件仿真分析了提升工况下不同摩擦因数作用下的钢丝绳疲劳寿命规律,为深入研究超深矿井提升系统钢丝绳疲劳寿命提供了理论基础和技术基础。