钢丝绳在煤炭、石油、冶金等众多领域中得到广泛的使用,随着钢丝绳服役时间的推移,不可避免地会发生磨损、锈蚀、断丝等损伤。其服役时状态的安全检测具有重要意义,它直接关系到生产状况的正常进展和人员生命的安全保障。因此为保证钢丝绳安全无事故地运行,必须实时、有效地对使用过程中的钢丝绳安全性能进行评估。钢丝绳剩余强度是钢丝绳安全性能评估的重要指标。钢丝绳剩余强度与金属截面积损失直接相关,因此本论文基于理论、仿真分析与实验研究相结合的方式,在金属截面积损失检测、钢丝绳励磁装置优化、钢丝绳剩余强度求解等方面进行了研究。第一,在介绍了基于磁通检测截面损失原理的基础上,对钢丝绳金属横截面积变化与钢丝绳中磁通量之间的关系进行了理论计算,经检测线圈转换再通过积分器积分得到了感应电压与钢丝绳金属截面积变化之间的理论关系,消除了时间变量对检测结果的不利影响,为后续检测提供理论依据。第二,建立了钢丝绳励磁装置及钢丝绳仿真模型,对励磁装置长度、励磁装置与钢丝绳间隙以及钢丝绳在励磁装置的径向位置,对钢丝绳磁化效果的影响进行了有限元仿真研究,通过对比分析得出了有益结论,为钢丝绳励磁装置设计提供理论指导。基于仿真结果优化设计了钢丝绳励磁装置,仿真分析了三种不同截面损失的钢丝绳在该励磁装置的作用下磁场变化情况,结果表明可以区分不同截面积损失,表明该励磁装置能够很好地满足钢丝绳截面积损失检测励磁的要求。第三,通过ANSYS Workbench对不同截面积损失的钢丝绳试件在施加不同载荷条件下进行仿真分析,获得有益结论。根据仿真结果得出了基于应变与应力的钢丝绳剩余强度求解公式,两种求解方法中钢丝绳剩余强度都表现为随截面损失比的增加而线性减少。经对比分析,给出了钢丝绳的安全服役拉力求解方法选择依据。第四,基于仿真结论研制了励磁检测器、信号处理采集系统,结合实验室自制的钢丝绳实验平台搭建了基于磁参数的钢丝绳剩余强度检测的实验系统。采用钢丝绳实验台对不同断丝数量的钢丝绳试件分别加不同载荷进行拉伸,经励磁检测及信号处理采集系统采集信号,对检测信号进行了处理,提取特征值。研究了钢丝绳试件在相同损伤的情况下检测结果与拉力之间的关系;分析了在截面积损失及施加载荷相同的情况下,同股或不同股钢丝绳金属截面积损失的位置不同(内外侧)以及钢丝绳金属截面积损失分布不均对本文设计的励磁检测器测量结果的影响;研究并确定了相同拉力情况下检测电压与截面积损失量之间的关系。通过实验确定了截面积损失检测器检测电压与截面积损失量之间的关系,而经过仿真得出剩余强度与截面积损失比之间的关系,借由截面积损失量这一中间量可以建立起剩余强度和检测电压的关系。因而通过本文所设计的截面积损失检测器可实现钢丝绳剩余强度的检测,为进一步基于多磁性参数钢丝绳剩余强度检测的研究提供了参考。