基于高超声速气体边界层理论、无粘性流体力学理论和热黏塑性理论，建立了属于结构响应热黏塑性理论范畴的工程近似分析方法。用于高超声速飞行器、超燃发动机及关键构件主动冷却结构热力响应工程问题的分析以及材料和结构的安全性评价。方法建立过程中，把冷却液处理成连续介质，用能量守恒定律描述对流传热特性。可观察主动冷却的三维效应；应用参考温度法确定了驻点和平面高超声速气动加热的热流强度，简化了求解高超声速气体边界层方程的繁琐过程；针对镍基高温合金材料，发展适合于描述材料性能的Bodner-Partom(B-P)统一黏塑性本构关系。形成解决镍基高温合金材料主动冷却结构热力响应工程问题的热黏塑性近似分析方法。作为应用实例，对主动冷却模拟构件热力响应进行了物理建模、理论分析和数值模拟研究。得到高超声速气流气动加热环境下模拟构件的温度场、热应力和变形演化规律，残余应力分布特征。对高超声速气动加热环境下模拟构件的材料和结构强度安全性进行了评价。