随着汽车保有量的持续上升，城市停车问题日益严峻，机械式立体车库凭借其显著提高有效车库面积利用率的优势而得到逐渐推广。钢丝绳具有优异的抗拉性能和良好的弯曲柔韧性，被广泛应用于机械式立体车库提升机构中，钢丝绳服役工况复杂，在长期周期交变拉伸、弯曲等载荷作用下，易导致提升钢丝绳发生接触疲劳、弯曲疲劳等失效现象。此外，钢丝绳生产制造过程中易造成钢丝内部存在细微缺陷，并随着钢丝拉拔过程逐渐增大，进而影响钢丝绳疲劳性能。长期服役过程中，需定期维护和更换提升钢丝绳，这将需要大量资金投入。因此，为维护机械式立体车库提升机构安全稳定运转，保护财产和生命安全，开展提升钢丝绳接触、弯曲疲劳与承载特性研究并深入分析内部缺陷对提升钢丝绳服役性能影响规律具有重要意义。
　　本文在重庆市教委科学技术研究计划项目“机械式立体车库提升机构安全服役性能研究”（No.KJQN201800722）的资助下，以单股提升钢丝绳为对象，深入研究接触、弯曲疲劳特性及内部缺陷对提升钢丝绳疲劳特性与承载能力的影响，以期为提升钢丝绳的理论分析和设计提供有益参考。本文主要研究内容和成果如下：
　　①建立了计入丝间非线性接触等因素的提升钢丝绳拉伸疲劳特性有限元分析模型，提出了提升钢丝绳内部空间螺旋接触区域高精度网格划分方法和提升钢丝绳端面约束方案，解决了钢丝绳仿真中普遍存在的终端效应问题，并搭建了提升钢丝绳轴向承载特性研究实验平台，进而分析了提升钢丝绳接触疲劳特性以及几何参数对提升钢丝绳承载特性的影响。发现提升钢丝绳芯丝-侧丝接触线区域发生了明显的应力集中，该区域因较大的应力幅而最易发生疲劳寿命衰减甚至破坏，降低了提升钢丝绳承载性能；芯丝疲劳寿命敏感区呈空间螺旋带状分布；为提高提升钢丝绳的疲劳寿命，处于芯丝-侧丝接触状态的提升钢丝绳应适当减小侧丝直径和捻角、选用弹性模量较小且泊松比较大的材料；在同一载荷作用下，绳径越大的提升钢丝绳具有更大的轴向承载性能；提升钢丝绳名义应力随轴向力增大呈线性增大，且绳径越小的提升钢丝绳名义应力越大。
　　②考虑平均应力、弹塑性对提升钢丝绳弯曲疲劳特性的影响，基于其恒幅循环载荷特征，建立了提升钢丝绳弯曲疲劳特性有限元分析模型，分析了弯曲提升钢丝绳疲劳寿命，讨论了材料参数与几何参数对提升钢丝绳弯曲疲劳与承载特性的影响。发现弯曲疲劳寿命具有明显分层分布特征，靠近弯曲平面区域具有较高的疲劳寿命；屈服应力较小的提升钢丝绳可有效提高其疲劳寿命；基于弯曲载荷的大小选择弹性模量合适的钢丝材料。
　　③考虑平均应力、弹塑性对疲劳特性的影响，采用局部应力-应变法，建立了缺陷提升钢丝绳拉伸疲劳特性有限元分析模型，使用ICEM CFD软件完成了缺陷提升钢丝绳网格划分，并采用求解效率和精度更高的六面体网格局部加密缺陷区。发现缺陷钢丝绳内部缺陷区更容易发生疲劳损伤；减小提升钢丝绳轴向承载能力时，有利于降低钢丝内部缺陷区应力-应变峰值，从而增大提升钢丝绳疲劳寿命；缺陷旋转角对芯丝疲劳寿命分布特征具有较大影响，缺陷较长赤道半径与芯丝轴线形成的夹角越小越有利于提高提升钢丝绳轴向承载能力和疲劳寿命。
　　④建立了缺陷提升钢丝绳弯曲疲劳特性有限元分析模型。通过数值求解，发现缺陷提升钢丝绳承载性能与应力峰值负相关，其最小疲劳寿命发生于缺陷区内表面附近；缺陷提升钢丝绳疲劳寿命在整个轴向路径上的结果均大于非缺陷提升钢丝绳；缺陷区局部提高了疲劳寿命峰值，同时也减小了最小疲劳寿命，使得芯丝更早在缺陷区产生疲劳破坏；缺陷提升钢丝绳最大von Mises应力增大率越大，缺陷提升钢丝绳承载能力则越小，进而导致提升钢丝绳更容易发生弯曲疲劳失效。