我国航空发动机领域近年来发展迅速,各种新型号发动机不断面世,推重比层层攀升。航空发动机内部存在诸多螺栓连接薄壁结构,由于此类结构常处于高温强噪声工况下工作,热声载荷引起结构产生的大幅值交变应力严重制约着结构的稳定性。故针对此类结构在不同热声载荷下的振动响应特性研究以及疲劳寿命预估极为重要。本文首先根据薄壁结构螺栓孔几何尺寸求解作用于螺栓的最佳预紧力,并基于接触有限元的相关理论对螺栓与薄壁板的接触行为进行定义。对结构系统施加均匀分布的温度载荷,通过改变温度载荷的大小分析结构的模态频率特性可得,在单边螺栓连接的约束下,一定温度范围内结构模态频率随温度的升高而不断降低。基于耦合的有限元/边界元方法和薄壁板大挠度理论等对两种螺栓连接薄壁结构进行热声载荷下的振动响应分析,通过结构的响应应力云图分析结构危险点位置,通过对比危险点处结构的各向应力得出其轴向应力远大于其他方向应力,故由此判断轴向应力对结构疲劳寿命影响最大。在危险点位置处分别将结构在变温度和变声压级两类工况下的Von Mises应力、轴向应力、轴向应变进行对比分析,分析结果表明两种螺栓连接薄壁结构的响应应力、应变均随温度和声压级载荷的增大而普遍增大,根据计算分析结果可得,航空发动机薄壁连接结构在高温强噪声环境中工作会引起结构剧烈的振动响应,其中声载荷对结构的影响极为显著。基于Miner线性累计损伤理论及Morrow平均应力模型,通过改进的雨流计数法绘制结构在变温度及变声压级工况下的雨流损伤矩阵,根据损伤矩阵可得,螺栓连接薄壁结构随温度及声压级载荷的增大,结构的损伤程度不断提高。结构损伤程度随着声压级载荷的升高提升尤为明显,远高于变温度工况的损伤程度。并基于结构轴向响应应力对结构进行疲劳寿命预估。针对两种螺栓连接薄壁结构,分别开展了典型工况下的随机声疲劳试验,将试验测得的结构一阶响应频率、轴向响应应力和疲劳寿命与计算结果进行对比分析,分析结果表明对于此类结构的模态频率、振动响应值、疲劳寿命预估等计算结果均达到工程误差许用标准,针对此类结构的振动响应分析和疲劳寿命预估提供了一种准确可行的方法。