在煤矿立井提升过程中,提升钢丝绳受到交变的拉-拉疲劳载荷和弯曲疲劳载荷的作用,导致钢丝绳内部钢丝的疲劳载荷、相邻钢丝间的接触载荷和相对滑移,进而引起钢丝的微动磨损、裂纹萌生、扩展和最终断裂,即微动疲劳,严重降低提升钢丝绳的承载强度和服役寿命。《煤矿安全规程》规定:当钢丝绳直径缩小量或断丝数达到10%时,钢丝绳应报废。目前,缺少基于微动疲劳损伤的提升钢丝绳服役寿命定量评价方法,无法预知提升钢丝绳的实际服役寿命和使用可靠性,严重影响煤矿提升安全性和可靠性。本文运用自制钢丝微动疲劳实验机开展钢丝微动疲劳实验,揭示了钢丝磨损轮廓和裂纹扩展深度随循环次数的演化规律;结合有限元法、摩擦学理论、疲劳和断裂力学理论,构建了钢丝微动疲劳磨损演化模型、裂纹萌生预测模型、裂纹扩展预测模型,提出了考虑磨损、裂纹萌生和扩展的微动疲劳寿命预测模型,揭示了微动疲劳参数对钢丝微动疲劳寿命的影响规律;结合钢丝绳弯曲疲劳实验和有限元分析,揭示了变张力下钢丝绳弯曲疲劳失效机制,提出了基于微动疲劳的提升钢丝绳寿命预测模型。结果表明:钢丝的磨损轮廓尺寸及裂纹扩展深度随循环次数的增加而增大;所建模型预测钢丝微动疲劳寿命与验证实验结果相对误差为10.1%,预测结果较为准确;钢丝的磨损体积主要与接触载荷和疲劳载荷有关;接触载荷、疲劳载荷、钢丝间交叉角度、钢丝直径均会影响钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命,钢丝微动疲劳裂纹扩展寿命的主要影响因素为疲劳载荷;钢丝绳张力大小及其变化幅值的增加将缩短其弯曲疲劳寿命;提升钢丝绳服役寿命预测结果与《煤矿安全规程》规定较为符合。