托克马克磁体系统是ITER(国际热核聚变试验堆)装置中最重要的组成部分,主要功能是将上亿度高温等离子体约束在磁体空腔内,实现可控的热核聚变。因此,由管内电缆(CICC导体)绕制的超导磁体产生磁场构型直接决定了ITER装置的反应时间(聚变功能),并成为该装置安全性和功能性实现的保障。ITER用CICC导体通常是由上千根超导复合股线经多级绞缆而成,在运行过程中,导体内承载最高可达68KA的电流,所处磁场环境接近10T。因此,超导股线承受巨大的电磁力作用并将其压紧在电磁力的方向上,这样超导股线之间紧密接触往往会导致超导股线屈曲和断裂,降低导体的载流能力,给这些超导磁体带来安全隐患。所以,针对超导股线之间接触力行为的研究对于大型磁体装置的安全性和功能性设计具有重要的意义。本文采用一种简化模型,即先将三维超导股线简化为二维圆盘,单向施加载荷代替真实环境下的电磁力作用,采用传统的光测弹性力学的原理结合数字图像相关法,在提出一种接触位置识别新算法的基础上,获得了股线间接触力的分布特征,主要结果如下:首先,本文提出了一种颗粒接触位置自动识别的新算法。主要步骤包括:先利用模板匹配方法提取各个光弹圆盘,并对提取出来的各个圆盘进行图像矩阵变换;接着运用主成分分析方法对图像进行分析提取主成分,并重构原图像,主要作用是去除零级条纹对接触点识别带来的影响;最后对变换后的图像局部进行垂直方向灰度梯度平方计算,描绘梯度变化曲线并提取曲线峰值,从而识别出接触点(位置)。相较于传统的颗粒接触位置识别方法,该方法不仅实现了颗粒接触位置的自动识别,显著减小了识别光弹圆盘所需要的人工成本和采取机器逐像素识别的时间,且具有较高的识别精度。接着,本文设计了一套基于光测弹性力学原理以实现二维颗粒系统中受单向均布力载荷作用下颗粒之间的接触力学特性研究系统,以此来模拟电磁力作用下CICC导体内部超导股线间的接触力情形。设置颗粒与超导股线相类似的边界条件并施加单向的均布力,采用本文提出的接触位置识别算法,可以得到颗粒间接触力(包括力链分布情况)和接触角分布情况。通过实验结果可知,股线间接触力分布具有显著的各项异性,本文引入概率密度函数(PDF)来分析这种各项异性。同时,根据颗粒受力过程中的变形特征,给出了这一单向压缩过程中系统的能量损耗。最后,采用高速摄像技术,对颗粒体系在冲击载荷作用的接触力特性进行了初步探索,主要获得了应力波的传播、力链的分布随时间的演化以及接触角的分布规律等。