钢丝绳是一种弹性好、强度高、自重轻的柔性构件,具有提升、牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途,是许多载荷多变、工况复杂的设备系统的关键组成部件,比如起重机、电梯、吊桥、客运索道等,它的安全与否直接关系到设备的正常运行和人员的安全。开展钢丝绳安全监测研究,实现钢丝绳张力的实时监测对于确保钢丝绳的安全使用至关重要。钢丝绳结构复杂,且运行时受力情况复杂,传统的钢丝绳张力检测方法已难以满足越来越高的检测精度需求。近年来基于磁弹效应的钢丝绳张力检测方法得到了学者们的广泛研究。与传统钢丝绳张力检测法相比,基于磁弹效应的钢丝绳张力检测法具有检测精度高、响应速度快以及与钢丝绳非接触等优点,在钢丝绳张力检测方面具有较大的优势。在基于磁弹效应的钢丝绳张力检测研究过程中,由于钢丝绳张力与磁特性参数之间复杂的非线性关系,磁弹性传感器的结构和参数的设定标准仍是目前研究基于磁弹效应的钢丝绳张力检测法的关键任务。在查阅大量国内外钢丝绳张力检测的文献,并深入分析现有钢丝绳张力检测方法的基础上,对现有的磁弹效应法常用的两种闭路式磁弹性传感器的具体参数进行了优化设计,同时提出了基于聚磁环旁路式钢丝绳张力检测的设计方案,并通过仿真和实验进行了验证。分析了钢丝绳的磁弹效应,从磁畴和能量守恒的角度分析了钢丝绳张力对钢丝绳磁化特性的影响,明确了基于磁弹效应法检测钢丝绳张力的原理。设计了两种闭路磁弹性传感器,进行了建模仿真分析,对两种传感器闭合磁回路的参数进行了优化,提出了基于聚磁环旁路式磁弹性传感器的设计方案,从励磁环路计算、感应信号处理以及实用性方面对基于聚磁环旁路式磁弹性传感器的结构进行了优化。建立了力-磁耦合模型,基于ANSYS仿真软件进行了力-磁耦合分析,得到了钢丝绳张力与磁特性参数之间的关系。制定了钢丝绳张力检测系统总体设计方案,根据仿真设计研制了传感器,并进行了励磁电路设计、感应信号预处理电路设计、以及信号采集与处理系统的设计。搭建了钢丝绳张力检测实验平台,对钢丝绳进行了张力检测实验研究,通过实验验证磁弹性传感器参数设计的合理性。实现了基于磁弹效应的钢丝绳张力检测,为钢丝绳张力检测提供了新的思路和有效方法。