二代高温超导带材因其能够传输高电流、产生强磁场以及冷却成本低等优势,或将逐步替代传统的Nb Ti、Nb3Sn等低温超导材料来制作超导磁体。一般的大型超导磁体例如热核聚变堆磁体、大型粒子加速器磁体等所需要运行的电流远远超过单根超导带材的载流量,因此需要将超导带材绕制成不同类型的电缆及磁体线圈。CORC（conductor on round core）电缆由于制备工艺简单、载流高、交流损耗低等特点,是目前最具潜力的高温超导电缆。在实际绕缆制缆过程、冷却过程以及运行过程中,CORC电缆无法避免地受到机械、电磁力作用,从而造成其输运性能退化,机械结构破坏,甚至失去超导性能,严重影响了高温超导磁体设备的运行安全,阻碍了CORC电缆的应用。因此,研究CORC电缆在绕制过程中的力学特征和多场环境下的力学、电学性能是至关重要的。基于此,本论文通过理论及数值方法对二代高温超导带材的绕制过程和CORC电缆的拉伸过程及运行过程中的力学行为和电学特性进行了较为系统的研究。首先,针对二代高温超导带材的Pancake线圈及CORC电缆的绕制过程,依据柱形壳理论建立了绕制力学的理论模型。该模型充分考虑了超导带材绕制过程中,由于带材弯曲刚度的存在而产生的松弛现象和由于泊松效应引起的带材鞍面反曲变形。通过该理论模型指出了超导带材中的Re BCO层应当面向绕制芯绕制。给出了保证绕制成功的最小绕制预拉力计算公式。计算了单层超导带材绕制完成后Re BCO层的轴向应变水平及带材与绕制芯间的法向接触力。阐明了绕制预拉力及绕制芯半径变化时绕制完成后带材与绕制芯间的三种接触形式,就该特殊接触形式列出了计算带材边缘“耳”状翘起特征距离的解析公式。最后还根据受压圆筒理论得到了多层Pancake线圈和多层CORC电缆绕制完成后各层间的相互作用和轴向应变水平。其次,在Pancake线圈和CORC电缆真实绕制过程中,超导带材的鞍面反曲变形会引起层间的非线性复杂接触,其理论模型很难得到精确解析解,因而通过有限元方法建立了Pancake线圈和CORC电缆的三维动态绕制模型。研究了在绕制过程中二代高温超导带材中Re BCO层的轴向应变分布及超导带材与绕制芯间的非线性接触特征。在此基础上搭建了带材的绕制实验平台,进行了不同绕制预拉力及改变绕制芯半径尺寸的绕制实验。验证了绕制力学理论和数值模型的正确性。证明了在绕制过程中若绕制预拉力不足,则必然引起松弛现象且在螺旋绕制CORC电缆的过程中带材两侧的松弛程度是不同的。另外,还建立了多层Pancake线圈和多层CORC电缆的动态绕制模型。对比发现,理论计算、数值模型和实验结果具有较好的一致性。结果表明:绕制完成后超导带材内Re BCO层的轴向应变分布受松弛效应和泊松效应的直接影响。不同的绕制参数（绕制预拉力、绕制芯半径、绕制螺旋角）会对绕制完成后Re BCO层的应变水平和带材与绕制芯的接触力分布产生明显影响。再次,建立了CORC电缆在轴向拉伸时用于计算超导带材轴向应变水平的理论模型,并基于真实CORC电缆的几何结构,建立了单层和多层电缆拉伸过程的数值模型。研究了单层CORC电缆在轴向拉伸荷载下,不同绕制参数对Re BCO层的应变水平和带材与绕制芯间的法向接触应力及切向摩擦应力的影响。给出了绕制螺旋角和绕制芯材料泊松比变化时,CORC电缆的不可逆拉伸应变。计算了两层CORC电缆内、外层绕制螺旋角变化时的力学特征。解释了12层30根超导带材绕制而成的CORC电缆在轴向拉伸实验中,第七层超导带材的临界特性退化最为明显的原因一方面由于第七层绕制螺旋角偏大,另一方面是因为第六层到第七层绕制螺旋角跳跃所致。通过将模型计算的拉力-应变曲线与实验对比,说明绕制过程所带来的层间初始接触,是实验结果中拉力-应变曲线中屈服极限升高的根本原因。通过理论分析给出了优化CORC电缆的绕缆方案,对比了优化前后CORC电缆在相同轴向拉伸变形下临界特性的退化情况,表明基于本文分析给出的设计方案,优化后的CORC电缆可以在极高的轴向拉伸应变下依然保持优秀的电流输运能力。最后,借助COMSOL软件平台,结合力学模块与T-A法模块,建立了适用于CORC电缆在力-电-磁多步骤及多场下电磁学性能退化的三维有限元分析模型。该模型在考虑绕缆参数、Re BCO层的应变水平以及层间相互作用的基础上,率先采用T-A法实现了对其力学加载后电磁学特征（例如临界电流退化、电流分布及磁滞损耗等）的仿真模拟。该分析模型可为CORC高温超导电缆的绕缆优化设计提供理论依据和技术支撑。