高超声速飞行器在其巡航和再入阶段将会面临噪声载荷、热载荷、和机械载荷等复杂的力学环境。噪声载荷主要是由激波振荡和湍流边界层引起的,该噪声不仅分布的频段比较宽,而且含有丰富的高频成份,会影响飞行器重要仪器设备的工作精度和可靠性;热载荷会导致飞行器的承载力下降,对结构的固有特性、动态响应均会产生很大的影响。在热声载荷的联合作用下会引起结构剧烈声振响应,而且可能在快速地交变应力作用下,引发裂纹的萌生、扩展,最终导致壁板、蒙皮等结构疲劳破坏。因此考虑热-声-振疲劳失效是飞行器设计阶段必须关注的问题。本文研究的主要内容为典型结构的热-声-振耦合及疲劳失效问题。首先采用有限元法探究如何获取较高精度的耦合损耗因子。接着采用有限元法、统计能量分析分别研究了热效应对铝合金壁板低频、高频声振响应以及疲劳寿命的影响。具体内容如下:1.典型结构耦合损耗因子计算及误差分析采用有限元方法计算耦合损耗因子并和波法结果对比给出有限元方法误差存在的原因。研究了L型板的边长、厚度、内损耗因子、集中质量以及边界条件对耦合损耗因子计算精度的影响,为采用有限元方法计算出精确耦合损耗因子给出指导。最后研究了预应力对Y型板耦合损耗因子的影响。2.热效应对结构低频声振响应及疲劳寿命的影响采用有限元法分别考察了温度变化导致结构的刚度(弹性模量和热应力)、材料S-N曲线变化对铝合金壁板低频疲劳寿命的影响规律,进而分析了非均匀温度场作用下结构的疲劳寿命。3.热效应对高频声振响应及疲劳寿命的影响基于统计能量分析研究了在不同温度条件下飞行器铝合金壁板的高频声振响应及均方应力,采用零阶矩应力谱法获得危险点的简化应力功率谱,然后结合频域疲劳寿命预报方法计算铝合金壁板的高频疲劳寿命。分别研究温度变化导致结构的刚度、材料S-N曲线变化对铝合金壁板高频疲劳寿命的影响规律。