电梯作为特种设备,其安全的重要性非同一般,牵引电梯钢丝绳的使用寿命是其安全性能的关键。钢丝绳在电梯运行过程中,容易由于磨损、断裂的原因造成电梯安全事故,所以钢丝绳的耐磨性和强度至关重要。本文着重研究电梯运行过程中牵引钢丝绳的力学性能指标,建立数学模型进行数值模拟,并通过试验进行研究,最终达到提高钢丝绳的寿命并保证电梯的经济性。具体工作如下:在充分调研电梯的发展历史、现状及其关键部件——曳引钢丝绳的研究进展的基础上,详细分析了曳引式电梯的结构组成、工作原理及曳引钢丝绳的结构形式、标准规范、技术要求等问题;在Costello弹性理论框架下,对单根钢丝绳和各种典型钢丝绳进行了详尽的力学分析,并建立了曳引钢丝绳在典型状态和关键位置处的数学模型;规划并实施了基于Matlab钢丝绳仿真方案,给出了仿真结果;设计了实验研究方案,开展了实验研究,通过实验结果和仿真结果,印证了理论分析的正确性;对钢丝绳的失效形式及影响因素、疲劳行为进行了初步阐释,通过理论推导、数值分析、仿真验证等途径研究了钢丝绳的失效判定和寿命评估的理论和方法;系统阐述了电梯曳引设计参数和钢丝绳性能、选型以及安装维护对钢丝绳疲劳寿命的影响;结合曳引轮直径、绳槽类型、安全系数等电梯曳引设计参数及钢丝绳直径、润滑条件等,与对应的钢丝绳使用寿命的统计分析和几种曳引钢丝绳疲劳寿命近似估算公式的理论分析,给出提高电梯曳引钢丝绳寿命的措施;通过进行Monte Carlo仿真,并对仿真试验数据进行统计分析,确定了单股加速寿命试验方案的优化方法,并由此得出曳引钢丝绳的载荷寿命曲线。本研究结论可以为钢丝绳的失效判定、寿命评估和钢丝绳疲劳寿命试验的开展,提供技术指导和经验借鉴。