助推滑翔战术导弹由于高速飞行,会面临严峻的气动热问题。传统的烧蚀防热材料由于防热结构各层界面不统一,在温度较高时,各层膨胀程度不一致必然会导致严重的热应力问题。功能梯度材料组成成份在内部连续变化,使其物料参数梯度变化。这种新型复合材料消除传统界面,有效缓解了热应力突出的问题,使得复合材料的优势得以更好发挥。近年来功能梯度材料的力学研究已取得重要进展,但在工程实践中针对功能梯度板壳结构数值仿真模型的相关工作尚待突破。本文基于分层法建立了功能梯度材料物理模型,将其板壳结构划分为不同层,不同层热物属性均沿着厚度方向以相关函数形式改变。在对功能梯度材料物理模型分析和简化的基础上,建立了以解析方法和数值仿真相结合的热环境下功能梯度板壳热弹性分析模型,并与相关文献结果进行对比验证了模型可行性。以经典常用指数型功能梯度板壳结构为例,开展热屈曲临界分析,推导了其临界热屈曲温度的计算公式,通过改变功能梯度板和圆柱壳的相对几何尺寸,分析了其对热屈曲温升影响。通过对功能梯度板壳结构有限元数值仿真,研究了功能梯度板的稳态热应力分布和功能梯度圆柱壳的瞬态热应力分布,并分析了其影响因素。此外,将功能梯度材料热物属性与温度相关性纳入考虑范围之内,对比分析了其对热屈曲临界温升和热应力分布的影响作用。针对助推滑翔战术导弹经历的热环境特点,尝试性提出各舱段防热层采用功能梯度材料的防热方案,对其进行数值仿真,并与传统烧蚀防热方案进行对比。研究结果表明,功能梯度板壳结构热屈曲临界温升随其相对几何尺寸变化而变化,功能梯度板壳结构温度场和热应力分布随其物料属性非均匀参数以及相关函数形式的变化而变化。在研究热弹性问题时,还必须同时注意组分材料物料属性与温度变化相关性,否则将导致临界温升被高估以及热应力值被低估。功能梯度材料较传统烧蚀防热材料在应用中具有一定优势。