伴随推进系统的进步,空气动力和飞行控制设计的改善都将允许飞行器以高超音速飞行。在极端热载荷作用下,碳/碳复合材料具有良好的强度和较轻的重量,因此广泛应用于现代高超音速和可重复发射航天器。暴露在极端的空气动力、热和声环境下,表面板的响应通常是非线性的。在本论文中,理论分析和数值模拟都用来揭示热-声载荷作用于复合材料薄壁结构时所产生的影响。首先,扩展非线性时域Monte Carlo法,建立了薄壁结构在热与声载荷作用下的非线性大挠度控制方程。本文建立了一个用于分析在热声激励下,C/C复合材料板的非线性随机动态行为的有限元模型。其次,利用有限元数值仿真计算方法针对四边简支复合材料平板在热载荷作用下的临界热屈曲温度以及模态频率进行了计算。开展了在高强度热-声载荷同时作用条件下,复合材料层合板随机响应的时域研究。分析在声激励作用下的碳/碳复合材料板的非线性随机动态行为,以及存在温度梯度的碳/碳复合材料板在高斯声激励的作用下的非线性随机动态行为。温度场分布于整个平板并且包含表面温度梯度,声载荷为垂直射入。数值结果包括最大挠度的位移均方根值(RMS),挠度响应时间历程和功率谱密度(PSD),较详细描述了随机响应的特征。最后,本文研究的计算方法和分析结论对理解热-声载荷下复合材料薄壁结构的非线性响应的机制和特性具有重要的参考价值。