高温超导材料因其良好的载流性能和热稳定性而受到能源、电力、医疗及交通等众多领域的广泛青睐,目前已在高/低温混合超导磁体、故障限流器等超导结构中成功应用,未来有望应用于新一代大型磁约束托克马克装置中。在这些大型装置中,超导材料与结构在低温、大电流、高磁场等复杂环境下的运行稳定性和安全性是其应用中的基础与核心问题。超导失超是一种典型的电磁失稳现象,并伴随着复杂的温度、力学及电磁行为的演化和相互作用。在实际的应用中,如超导线圈绕制、降温冷却等过程中,往往不可避免地产生预应力/应变状态,因此开展超导材料与结构在预应变下的多场性能特别是失超过程中的多场行为与影响具有重要意义。本文针对高温超导带材预应变下的失超稳定性问题,其失超发生、传播及其预应变对力热行为的影响开展了实验和数值模拟的研究。首先,针对施加预应变的高温超导复合带材的失超实验,搭建了基于热触发失超的力-电加载和测试平台,可实现不同预应变加载以及热触发失超下电压、应变和温度的多点分布实时测量和监控。其次,基于搭建的测试平台开展了不同预应变下YBCO高温超导复合带材热触发下的失超行为实验研究。进行了失超触发、传播及其失超过程中超导带材内部的力热行为测试,并比较分析了失超传播过程中电压和应变等响应信号,讨论了失超发生前后应变突变行为;进一步,开展了预应变对超导带材失超发生后所引起的临界电流退化行为的影响与分析。最后,为了较为全面地分析高温超导复合带材失超过程中的热弹性行为,我们基于一维超导带材的失超分析模型,采用有限元法数值求解并模拟了预应变情形下两类高温超导复合带材的热触发过程及失超过程中的温度演化、热弹性行为。相关计算结果与实验测试结果进行了对比,解释了一些实验现象:由于预应变的存在,超导带材在失超发生前出现应变下降或松弛,之后失超瞬间出现突变;预应变一定程度上促使超导带材提前发生失超、失超传播速度加快等。