超导磁体具有能耗低、体积小、重量轻等优点,广泛应用于清洁能源、高能物理、交通运输以及医疗器械等领域。超导磁体在实际运行环境（极低温、大电流以及高磁场）中,承受着生产制备过程中的残余应力、低温冷却过程中的热应力以及运行过程中电磁力的作用,使得磁体结构处在高应力应变状态。由于构成超导磁体的低温超导股线具有应变敏感性,在高应变作用下会引起超导股线输运性能的退化进而影响电缆以及磁体的性能,高应力会导致磁体结构的破坏。力学变形对于超导股线输运性能的影响和超导磁体结构的应力分析成为影响股线工程应用与磁体设计、安全稳定运行的重要因素,这也是目前应用超导研究的热点课题。基于此,本论文对超导线缆及超导对撞机磁体的电磁与力学性能进行了研究。首先,对Nb₃Sn超导股线在弯曲应变作用下的输运性能和股线的交流损耗展开研究。基于超导股线均匀连续体模型,利用有限元方法求解了股线输运控制方程,考虑了超导丝在大弯曲应变作用下发生断裂以及断裂引起的求解域和边界条件的改变。研究结果表明:在弯曲应变作用下,股线横截面上的电场分布呈非对称分布特征,大弯曲应变作用下股线横截面上的电流非均匀分布加剧进而造成股线输运性能退化。接着,考虑超导丝区电阻率的各向异性,提出了多丝绞扭超导股线交流损耗计算的三维有限元模型,定量研究了复杂加载情形下,磁场/电流幅值和超导丝的螺距对于股线交流损耗的影响,分析了磁场方向与电流在股线横截面上非均匀分布对于交流损耗的影响。研究发现:在横向磁场作用下,超导丝螺距越小交流损耗越大;而在输运交流电流情形下,超导丝的螺距越大,股线交流损耗越大;此外,横向磁场对于股线交流损耗的影响要大于轴向磁场。其次,研究了卢瑟福电缆的有效模量及其弯曲力学行为。本学位论文从超导丝层级出发,从理论和有限元的角度对卢瑟福电缆的有效模量进行了预测,讨论了绝缘层厚度、绝缘层和股线杨氏模量对于卢瑟福电缆有效模量的影响。研究发现:增加绝缘层和股线杨氏模量,电缆的横向有效模量增大,增加绝缘层厚度将会降低电缆的横向模量（包含厚度方向和宽度方向的杨氏模量）。之后,基于电缆中股线迹线在宽度方向的位移和厚度方向的应变分析,研究了卢瑟福电缆（不考虑环氧树脂和绝缘层）弯曲过程中的突出跳线行为。讨论了不同弯曲半径、不同拉伸荷载、不同摩擦条件以及有无支撑对电缆突出跳线行为的影响。建议在电缆缠绕过程中,增加支撑结构来减小股线突出程度,而选择较小的端面载荷或者较大的弯曲半径可以减小股线的跳线程度。最后,针对目前超导对撞机磁体设计缺乏对失超过程应力分析的现状,建立了二维有限元模型来分析磁体失超过程中线圈中的应力分布。该模型考虑了磁体失超过程中线圈中的电磁力、磁体不同材料热失配导致的热应力和装配降温过程中产生的预应力,进而分析了为欧洲粒子对撞机设计的Block-Coil和Cos-θ两种磁体在均匀（Uniform）失超保护系统和耦合诱导失超（CLIQ）保护系统作用下磁体失超时线圈中的应力分布特征。分析结果表明,磁体失超以后线圈中的应力会显著上升,在对撞机磁体设计时磁体失超过程的力学分析应该包括在磁体结构力学分析中。