高速临近空间飞行器飞行速度快,运行环境复杂,其裸露在外部的动力系统面临着气动力和气动热作用下的力热耦合动力学问题。本文以动力系统中某发动机(包括防热罩)为研究对象,围绕发动机在力、热、以及力热耦合条件下的响应规律开展研究。论文主要的研究内容如下:建立了发动机的动力学有限元模型,准确模拟了各部件之间的连接关系,分析了发动机的固有频率和模态,研究了发动机在冲击、过载及随机振动激励下的结构响应,获得的发动机结构响应的一般规律。建立了发动机热分析的有限元模型,对发动机在工作、气动加热以及两者复合作用下热响应展开了研究,得到了不同加热环境下发动机温度场和热应力场的分布规律。进行了完全耦合法和顺序耦合法的比较分析,研究了将频域的功率谱信号转化成时域信号,再与温度场同时作用的计算方法,建立了力热耦合分析模型,分析了发动机在气动热-高频随机振动载荷下的动力学耦合问题,定量评估了力热耦合效应对于发动机随机振动响应的影响。总之,本文分析了发动机结构的动力学特性、动力学响应、热响应、动力学力热耦合响应的分布规律,定量研究了力热耦合效应对发动机随机振动响应的影响,为临近空间飞行器的发动机和动力系统的分析与设计提供参考,具有重要工程应用价值。