流道插件(Flow Channel Insert，FCI)是国际热核聚变实验堆(ITER)中包层结构的重要组成部分，其安全将直接影响到ITER的正常运行。本文研究了流道插件在复杂物理场中的力学行为，主要工作分为以下三方面:　　研究了不同间隙区宽度、流道插件厚度组成的16种包层模型中FCI的热应力与变形，分析了插件厚度和间隙宽度对第一壁最高温度、插件内外壁温差、插件变形和应力的影响规律，确定了既符合第一壁最高温度限制要求，又满足流道插件结构强度要求的包层模型。　　利用扩展有限元方法，计算了存在初始裂纹的FCI处于温度载荷下的裂纹尖端的应力强度因子，分析了插件结构特性对初始裂纹扩展性的影响规律，研究了开槽流道插件端部裂纹扩展的可能性。　　基于ADINA有限元计算平台，模拟了在热-流-固耦合场和热-结构耦合场中流道插件结构的动态响应。针对独立的流道插件和含有流体的流道插件，本文进行了强约束和弱约束条件下的固有频率分析。研究了随时间周期变化的温度场和压力场共同作用下，流道插件的动态响应。计算结果表明，侧壁和Hartmann壁上的法向位移均呈现出多振型叠加的特点，而应力的时程图则更加复杂，波动周期也较短，非线性响应的特征明显。模拟了结构在周期温度场中的动力学行为，分析了温度场周期对结构响应的影响，发现结构的响应周期与温度场的变化周期相同;但随着温度场周期的减小，位移变化的幅值有所增加，可能会出现正的位移峰值。