Nb3Sn超导线材因具有高载流密度、高临界磁场强度等特点,广泛应用于大型强磁场领域。例如,国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）计划托卡马克（TOKAMAK）装置的 TF（Toroidal Field coil）、CS（Central Solenoid）线圈选用Nb3Sn超导股线绕制而成。Nb3Sn股线的直径约为0.81mm,其内部含有成千上万根直径约为2～3μm的Nb3Sn超导丝,复杂的微观几何结构给Nb3Sn股线的力学行为研究带来了极大的困难和工作量。此外,Nb3Sn股线的制备温度约高达1000K,并且在液氦（4.2K）工况下进入超导态,从制备温度到工作温度的巨大温差会产生温度应力,使对应变极其敏感的Nb3Sn纤维在承受机械载荷前就产生了初始损伤,导致超导股线的力学性能退化。因此,建立一种能够考虑材料塑性、纤维断裂损伤和温度应力影响的数值模型有助于Nb3Sn股线力学行为的分析和工程应用。本文主要研究如下:首先根据股线的多尺度几何特性进行了三级分层、两级等效处理,建立了EAS-Nb3Sn股线分层多尺度分析模型,数值计算了股线各层级代表性单元的等效弹性参数和等效热膨胀系数。考虑到股线从制备温度到工作温度经历了约900K的温度差异,数值分析了4K～923K温度范围内EAS-Nb3Sn股线不同层级结构的等效参数和考虑铜保护层塑性时股线的宏观应力-应变关系,数值结果表明温度越低,股线各层级的等效弹性模量（杨氏模量、剪切模量）越大,而等效热膨胀系数越小。均匀化EAS-Nb3Sn股线在小变形下的数值模拟结果与实验结果比较吻合,说明本文对EAS-Nb3Sn股线进行均匀化处理得到的等效模型能够用来简便高效地研究复合股线的力学性能。其次,本文考虑到Nb3Sn化合物的应变敏感性,股线内部的Nb3Sn纤维极易在微小的应变下发生断裂,基于Curtin-Zhou模型,提出了考虑温度应力的纤维增强复合材料损伤理论。数值研究了温度应力造成的初始温度损伤对Nb3Sn纤维本构关系的影响,并给出了不同工作温度下Nb3Sn纤维初始温度损伤的唯象表征模型。为了分析股线各层级考虑纤维损伤后的弹塑性行为,本文根据塑性材料的割线模量定义提出了在细观力学均匀化模型中考虑基体塑性的新计算方法。基于EAS-Nb3Sn股线考虑纤维断裂损伤的分层多尺度模型,数值分析了股线在单轴拉伸载荷下各层级的弹塑性力学行为。不同工作温度下EAS-Nb3Sn股线考虑纤维损伤的弹塑性数值模拟结果与实验结果具有良好的一致性,表明本文提出的考虑基体塑性的新计算方法是可行有效的。