由于目前高超声速飞行器飞行的马赫数越来越高，飞行器马赫数的升高会带来诸多不可忽视的问题，气动加热问题便是其中之一。气动加热会使飞行器表面温度升高并产生很大温差，改变飞行器的诸多力学特性，例如飞行器承载能力降低、动力学特性变化。由于飞行器表面温度分布复杂，从理论上求解出飞行器温度变化后的承载能力、模态信息是非常困难的。因此只有通过实验和有限元计算的办法得到温度变化后飞行器的力学特性，并将两种结果相互验证，为飞行器设计提供有价值的参考信息。目前对于热场与力场耦合的有限元问题已经相对成熟，但热场与力场耦合的试验技术还有很大的发展空间，尤其是热场与力场耦合环境下的动力学试验。目前国内外热场与力场耦合的静力学试验已经相对成熟，但对热场与力场耦合的动力学试验涉及较少，试验中很多关键问题都没有解决。本文首先介绍了结构热振动试验对于国防的重大意义，然后分别介绍了结构热振动试验的加热方法、温度测量方法、响应测量方法的国内外现状和发展方向，并分别选取了合适的加热方法、温度测量方法、响应测量方法，自行设计了一套实验方案，该方案可以承担1000摄氏度以下金属与非金属悬臂梁、悬臂板结构的振动试验。本文第三章、第四章对高温环境下试验件的装夹、激振方法等难题进行详细阐述，对试验方案的可行性进行论证，最后以2A12铝合金悬臂梁、悬臂板为例，用所设计的实验方案在多个温度下对上述结果做振动试验，验证了所设计的试验方案的可行性。