钢丝绳是工程实际中常用的承力构件，一旦发生断裂，往往造成重大的生产事故。常见的多股钢丝绳具有多层次螺旋结构，其力学特性不同于常见工程构件，表现出拉-弯-扭共同作用与多体接触的耦合响应，在实际循环载荷作用下，钢丝绳会发生疲劳、磨损等多种失效形式，目前尚无可靠的理论能准确预测其服役寿命。本文围绕钢丝绳力学特性及损伤失效机理，开展了一系列的研究。　　建立了考虑多股钢丝绳双螺旋钢丝局部变形的弹性理论模型。模型基于钢丝的平衡方程和钢丝中心线的几何描述，有助于帮助理解钢丝的变形行为。同时将模型推广到了弹塑性阶段，用于绳内钢丝的屈服和破坏分析。通过与已有模型和实验结果的对比，验证了模型的可靠性。所建立的模型能快速得到钢丝绳整体响应，预测钢丝绳的内部应力水平。　　研究了各种因素对钢丝绳力学响应的影响，发现摩擦对钢丝绳整体响应作用不大，却可能极大的改变钢丝局部变形行为。交互捻钢丝绳的反作用扭矩较小，整体响应较顺捻钢丝绳有利，但其局部钢丝变形却比较剧烈，应力分布不均匀。钢丝绳的旋转会提高其整体应力水平，导致钢丝屈服和破坏的提前发生;但限制其扭转会使钢丝绳收紧，增大钢丝间的局部接触应力。适当增大捻角有助于减小单股钢丝绳的接触水平，同时选用纤维绳芯钢丝绳能规避掉中心股的提前破坏。　　开展了钢丝绳拉-拉疲劳实验，发现裂纹扩展阶段占钢丝疲劳寿命的主要部分，同时钢丝表面有多条微裂纹共同演化。钢丝最终在裂纹聚集或单个裂纹扩展到临界值时发生断裂。钢丝间的接触是引起钢丝绳发生破坏的主要因素。接触会造成钢丝局部应力的提高，引起表面的损伤，同时在钢丝接触背面形成额外的轴向应力，使疲劳裂纹易于形成和扩展，加速了钢丝绳的损伤失效过程。　　研究了退火处理下，珠光体的钢丝宏观力学性质与微观结构变化的对应关系，得到了优化钢丝力学性能的控制参数。发现珠光体钢丝中碳原子的形态极大的影响钢丝的力学性能。在出现渗碳体再结晶但未使渗碳体片层不完整时，钢丝强度基本不变，但塑性可以大幅提高。当球化渗碳体长大使渗碳体片层不连续时，钢丝强度会降低，而塑性会在一定范围内波动。