近年来随着西电东送国家电网建设规划的提出,电缆张力架设工程项目日益增多,而编织钢丝绳作为引导和牵引架设电缆的重要工器具,起着不可替代的作用。由于编织钢丝绳在工程施工中,反复承受拉伸、扭转及其复合载荷的作用,因此,受力状况十分复杂,导致钢丝绳产生变形、磨损,出现断丝、断股等现象,从而对电力施工造成严重安全隐患。为此,本文以电缆张力架设工况为背景,以牵引用编织钢丝绳为研究对象,借助理论分析、数值模拟及试验研究,开展其在拉-扭复合载荷作用下的力学及摩擦磨损性能研究,对于改进编织钢丝绳结构以及寿命预估具有重要的理论意义和应用价值。论文结合电缆张力架设工况,进行四方八股编织钢丝绳YS9-8×19拉伸、扭转载荷以及摩擦磨损成因分析,并定量探究了导致绳体产生扭转的摩擦力;以平直绳股为对象,进行了拉伸、扭转载荷下的力学分析,分别得到了其在拉伸、扭转载荷下的力学模型;借鉴四心圆椭圆近似法,将编织钢丝绳绳股展开为平直股,进行了拉-扭载荷下编织钢丝绳绳股的受力分析,推导出在该复合载荷下编织钢丝绳绳股沿股轴向应变表达式,构建出其在拉-扭复合载荷下力学模型,为进一步编织钢丝绳绳丝的力学响应以及磨擦磨损性能的研究奠定了理论基础。基于Costello钢丝绳弹性理论,以编织钢丝绳绳丝为研究对象,对其在拉-扭复合载荷下受力状态进行分析,建立了绳股侧丝力学平衡方程;根据所建绳股侧丝力学平衡方程,推导出绳股轴向拉力与芯丝轴向应变关系表达式以及绳股内外层侧丝应力应变表达式,获得了拉-扭复合载荷作用下绳丝的力学响应模型;同时进行了编织钢丝绳拉-扭复合载荷下的数值模拟,得到了编织钢丝绳拉-扭复合载荷下应力、应变,并进行了理论模型求解结果与数值模拟结果的对比,相互印证了钢丝绳截面等效应力和轴向变形趋势的一致性。针对编织钢丝绳实际磨损工况,分析确定了编织钢丝绳股间绳丝接触状态,推导并得到了两绳丝椭圆接触区域随滑动行程的变化方程;基于绳丝间的接触状态,通过对磨损系数以及接触压力的求解,建立了绳丝磨损体积模型,为定量分析绳丝的磨损程度提供了理论指导;基于YS9-8×19编织钢丝绳推导出编织钢丝绳绳股外层侧丝之间的接触角以及相对滑动距离表达式,借助MATLAB数学编程软件对接触角、绳丝间的相对滑动距离以及绳丝磨损体积进行了求解;结果表明,绳丝理论磨损体积随接触角度的增加而增加,在较大的接触角下,绳丝磨损较为严重。结合编织钢丝绳绳丝结构,开发了绳丝接触角可变换式摩擦磨损实验装置,并借助MFT-5000型高集成多功能摩擦磨损试验机,进行了不同接触角度下绳股外层侧丝摩擦磨损试验;观测试验后绳丝形貌表明,随着接触角度的增加,绳丝磨痕长度逐渐减小,磨痕宽度逐渐增加,且绳丝磨损程度逐渐加剧,磨损深度增加;并对试验后绳丝磨损体积进行计算,将试验结果与模型预测结果进行对比,二者具有较好的一致性,验证了所建绳丝摩擦磨损模型的准确性,为进一步进行编织钢丝绳寿命预算以及编织钢丝绳结构改进提供了依据。