固体材料从开始受载到完全破坏之前，除了弹性变形以外，往往还会产生塑性变形及损伤。一旦材料变形超出弹性范围，变形通常会诱发材料的各向异性，加载路径和变形历史都会对材料的性能产生影响，并且变形往往也会超出小变形的范围。由于不同的变形阶段涉及到了不同的本构关系，而在复杂变形条件下，基于不变量的等效理论难以适用。因此，确定材料的应力-应变关系会变得十分困难。　　尽管材料的变形十分复杂，但在不同变形阶段，控制材料变形的物理机制有限，而不同物理机制的变形具有可叠加性。因此，从材料实际变形机制的角度出发，建立包含多种变形机制的弹塑性损伤本构模型来描述材料在复杂变形下的力学行为是具有一定潜力的。　　本文基于一种弹塑性损伤本构模型——构元组集模型，研究了材料在有限变形条件下的力学行为。基于对泛函势和Cauchy-Born准则，将具有相同取向的原子键作为一组，提出弹簧束构元来反映对势作用;并提出体积构元来反映嵌入势。结合这两种构元来描述材料的弹性变形以及损伤。考虑滑移作为金属材料的主要塑性变形机制，提出滑移构元来描述材料的塑性行为。基于变形可分解机制，组集这三种构元共同描述材料的弹塑性损伤力学行为，并建立相应的本构方程。　　目前，构元组集模型已经完成了小变形条件下本构关系的建立和验证，并推广到了有限变形条件下，本文的研究工作在此基础之上:　　(1)在有限变形的条件下，研究屈服面在应力空间中的演化。利用滑移构元的力学性质，采用由等向硬化和随动硬化组成的硬化模量，描述屈服面的几何特征。针对两种具有不同加工硬化特性的材料在承受三种不同加载时后继屈服面在拉-拉应力空间中的演化，将数值模拟结果与实验结果进行对比，并解释了屈服面演化的物理规律。　　(2)分析材料在有限变形条件下的结构力学响应。将本构方程进行线性化的处理，并设计相应的迭代算法。利用有限元软件ABAQUS，实现模型在结构计算中的应用。针对铝合金材料(6061-T6)，计算两种不同结构的弹塑性损伤力学响应。模拟结果与实验结果对比表明，模型能较好地描述结构在有限变形条件下的弹塑性损伤力学行为。　　(3)研究各向异性材料的弹塑性损伤力学行为。针对各向异性挤压成型铝合金材料(6260-T6)，建立四种不同结构的拉伸平板模型进行模拟，并将数值模拟结果与实验结果对比。考虑到不同材料取向对结构力学行为的影响，利用构元在空间中的离散性以及构元上状态变量的变化，分析损伤和变形诱导各向异性的物理机制。　　(4)探索纤维增强复合材料的力学行为。针对纤维的非弹性行为（纤维在高温下的塑性变形、纤维与基体的拔脱），在弹簧束构元中引入塑性变形来描述纤维的力学行为。并推导复合材料的宏观刚度的计算式，描述纤维增强复合材料在应变空间中的屈服面演化。