随着我国经济的飞速发展，内外贸易对港口运输量的需求越来越大，而港口执行装卸任务的基本设施是港口装卸设备。因此，在一定程度上，港口装卸设备的稳定运行是港口发展的必要条件。

钢丝绳作为港口装卸设备中的重要组成部分，决定着港口装卸设备运行的稳定性和安全性。港口企业濒临水域，起重机械作业工况恶劣，钢丝绳的运行使用除受工作环境、自身性能和设备结构影响外，还与受力条件、载荷分布及其几何特性有关^[1]。由此一来，研究钢丝绳在服役过程中的受力情况显得尤为重要。

钢丝绳的理论分析非常复杂，1950年以前的工作主要包括了大量的静态和疲劳加载实验数据^[2]。1985年，PHILLIPS、Costello^[3]等人以具有内部钢丝绳芯结构的钢丝绳为对象，提出了一种解决在一般加载条件下，单独钢丝绳或复杂钢丝绳中绳股的轴向力、弯矩、扭矩求解问题的计算模型。而Costello的理论主要用于大变形绳股的强度计算，由于这一理论的高度非线性，在实际应用上，又常常将这一模型进行简化处理^[4]。由于钢丝绳复杂的螺旋结构，在拉伸过程中受力情况非常复杂，分析研究其拉伸性能的重要性日益凸显，建立在少量拉伸试验基础上的经验公式已不适应时代发展需要^[5]，随着有限元分析方法和计算机技术的发展，国内外许多学者开始利用计算机对钢丝绳的受力情况展开研究。

马军等人以6×19IWS钢丝绳为研究对象，建立右同向捻和右交互捻两种模型，并在忽略钢丝间摩擦条件下使用ANSYS软件进行有限元数值计算，计算结果表明钢丝绳在受轴向拉伸载荷的作用下，同向捻制钢丝绳的侧丝应力明显高于交互捻钢丝绳^[6]；还有研究表明，在同等扭矩下，右同向捻钢丝绳受力大于右交互捻，交互捻性能优于同向捻^[7]；伊忠进等人建立3×19独立绳芯模型，运用有限元方法对其进行数值模拟得到钢丝绳绳芯松弛、突出以及钢丝间接触磨损等失效形式的机理^[8]；张瑾等人建立同向捻制的1×7IWS钢丝绳的模型，采用面-面接触的求解方法，研究了伸长量、摩擦系数等参数对钢丝绳应力、应变的影响^[9]；李婷等人通过建立IWRC1×7单股钢丝绳三维模型，基于仿真平台Workbench对其进行静力分析和疲劳分析，得到钢丝绳内部应力分布以及交变载荷下钢丝绳疲劳寿命云图，并指出其疲劳破坏点位置^[10]。

MA Jun等^[11]人以单股钢丝绳为研究对象，分别采用有限元数值模拟方法和实验的方法得到钢丝绳股内变形分布情况并将两者进行比较，验证了有限元分析方法的可行性；Gordana等^[12]人运用有限元分析软件对比了钢丝绳在两种不同接触条件下的受力情况，结果表明考虑钢丝间摩擦条件的模拟结果相比不考虑摩擦条件更加贴近于理论计算值；Ismail等^[13]人建立单股钢丝模型，经过计算机模拟后发现钢丝绳的拉伸疲劳寿命随单元股长度的增加呈线性增长，随着股螺旋角的增大而增大，随着附加力的减小而增大。