近十几年来,单轴Bouc-Wen模型已被广大学者应用于模拟材料、构件或结构的滞回反应,但将其应用至多维空间的应用研究较少。本文在前人的基础上将单轴Bouc-Wen模型扩展至多轴耦合的Bouc-Wen模型,主要工作与成果如下:(1)结合单轴Bouc-Wen模型参数特性,采用最小二乘法和基因遗传算法对其进行参数辨识,给出了二种算法的优缺点,为Bouc-Wen模拟模型提供了参数辨识算法及应用参考。(2)采用现象学描述将单轴Bouc-Wen模型拓展至多维,通过引入J2屈服准则、关联流动法则、混合强化条件描述多轴应力-应变非线性关系,推导出适用于平面应力状态和三维应力状态的Bouc-Wen模型,拓宽了其应用范畴。并将其应用到桁架单元、平面应力三角形单元、平面应力四边形单元和3D实体单元中,推导出具有Bouc-Wen滞回特性的桁架单元、三角形单元、四边形单元和3D实体单元。(3)提出适用于多轴Bouc-Wen本构模型的应力增量的求解方法,与双线性模型在计算效率方面计算对比。由于求解多轴Bouc-Wen模型的应力增量时,无需判断单元弹塑性状态,计算简单高效。(4)为多轴Bouc-Wen模型引入控制刚度退化和强度退化效应的模型参数,分析参数物理意义,并确定其应力增量的计算方法。(5)为便于集成到其它有限元平台,采用与主流商业软件相同的牛顿迭代法求解非线性问题、平均加速度法求解动力非线性问题。并采用Matlab进行计算程序的编辑,采用GiD软件实现有限元网格的划分和计算结果的可视化。(6)分别采用Bouc-Wen模型和双线性模型进行有限元算例分析,对比模拟结果表明该模型具有类似于单轴Bouc-Wen模型的滞回特性且具有良好的通用性,可拓展应用于多维非线性材料、构件和结构的模拟分析。