国际热核实验反应堆（ITER）是世界上第一个实验性聚变设施。在ITER项目中,cable-in-conduit conductors（CICC）超导电缆是ITER磁体系统的核心部件。CICC超导电缆中的Nb₃Sn股线由多个子单元嵌套、绞扭、并拔拉成型。然后,Nb₃Sn股线和Cu股线通过特定的绞距连续的绞扭在一起,最后插入不锈钢护套中并压缩成特定的尺寸和空隙率,形成CICC超导电缆。通常CICC超导电缆处于复杂的工作环境,在其实际运行过程中由于受到电磁力的作用,经常受到拉伸和弯曲载荷,这不可避免地导致线缆之间的接触、摩擦和滑动,股线线间接触或压痕会影响超导电缆的力学性能。因此,研究CICC超导电缆的等效力学性能是非常必要的,本文研究内容如下:首先,针对多级CICC超导电缆复杂的结构,建立一种自上而下的几何模型,可以用来数值地研究CICC超导电缆的力学性能。针对CICC超导电缆的前四级电缆,我们给出了分层布线结构的简洁几何描述。从螺旋曲线的公式开始,给出了各级电缆精确的数学方程来描述多级绞扭结构。另外,由于三、四级电缆较大的孔隙,与实际情况不符,我们开发了一种压实程序可以实现对三、四级电缆进行压实。其次,采用理论推导和数值研究相结合的方式,研究CICC超导电缆传统设计和新设计一级电缆的接触行为和拉伸刚度。我们提出了一种三维参数模型来建立新设计一级电缆的几何模型,然后进行了简单的理论和数值分析以研究传统设计和新设计一级电缆的接触行为。采用叠加法克服了Cu股线缠绕在两根Nb₃Sn股线上的复杂问题,得到了传统设计和新设计一级电缆的拉伸刚度。理论和数值结果展现了CICC超导电缆传统设计和新设计一级电缆的接触力和拉伸刚度随一级电缆的结构参数（包括股线的螺旋角和Cu股线缠绕圈数等）的变化趋势。最后,以Toroidal Field（TF）线圈为例,采用均质化方法和Mori-Tanaka方法研究了单根Nb₃Sn股线的等效力学性能。在此基础上,基于理论推导和数值分析,建立了TF线圈一级至四级电缆的理论和数值模型,计算得到了在不同温度下（从股线制备温度到股线工作温度下）TF线圈一级至四级电缆的等效刚度,分析了温度对于TF线圈一级至四级电缆等效刚度的影响,理论结果与数值结果是一致的,说明理论模型的正确性。