热变形及热应力分析技术在军事领域及民用科研领域都有着非常重要的现实工程需求和广阔的应用前景。本论文根据相关项目的研究要求,对飞行器冷罩的热变形问题以及热力耦合问题进行了理论分析和仿真研究。从而达到使飞行器在自由段的温度减到最低,热辐射减到最小,进而实现飞行器隐形的目的。本文根据冷罩的设计要求和工作原理,完成了冷罩结构方案的设计,其中包括壳体材料的选取,内外壳及其附件结构、制冷系统以及连接结构的设计。并且根据冷罩详细介绍了真空太阳辐射传热的计算方法,根据真空中的热平衡方程和其它各种辐射量的计算方法对飞行器冷罩进行了计算。在此基础上,论文还重点对冷罩在冷却过程中的热传导问题进行了有限元的理论分析,并运用ANSYS有限元软件建立了冷罩壳体的三维热传导模型,生成了温度场并计算了由温度场变化所产生的热应力。由温度场到热变形再到热应力的分析,通过实验数据与计算结果的对比证明了冷罩设计的合理性。也给冷罩设计工作提供了有效的参考数据。