航空薄壁结构在工作过程中承受着严峻的高温载荷、高声压级噪声载荷及气体高速流动引起的气动载荷。因为载荷极为复杂,急需解决薄壁构件在多场耦合作用下动力学响应规律及疲劳寿命问题的预估方法。1.构建了薄壁结构多场耦合作用下动力学响应理论方法及寿命预估理论方法。分别以流体动力学基本方程、薄壁结构大挠度控制方程、热-流-固耦合控制方程、热随机振动控制方程及基于有限元/边界元耦合的结构动力学控制方程为支撑构建动力学响应理论方法;以S-N寿命曲线、改进雨流循环计数法、平均应力模型、疲劳失效准则及疲劳累计损伤理论为基础构建了寿命预估理论方法。2.针对典型薄壁结构悬臂板构件高温随机振动响应与疲劳问题。研究了不同温度和振动量级组合下,悬臂板危险点位置轴向动应力响应规律。绘制出应力响应雨流循环矩阵和雨流损伤矩阵,基于疲劳累积损伤理论对薄壁构件疲劳寿命进行预估。将高温随机振动疲劳试验与仿真结果对比分析,发现不同温度和随机振动载荷作用下响应的计算值与试验值获得很好的一致性,结构疲劳寿命与试验结果处于同一量级。3.针对四端固支薄壁板在高速流动下热声响应与疲劳问题。考虑航空发动机典型工况,研究了高速流动下薄壁板温度分布及冲击力载荷分布规律,对比分析了薄壁板在不同流速及不同温度下的应力功率谱密度响应规律,并进行疲劳寿命预估。开展无流速下金属薄壁板热声试验,进行数值模拟对比验证,部分验证了仿真方法的有效性。与无流动下薄壁板热声应变响应进行对比分析,发现高速流动对薄壁板动力学响应的影响。4.基于有效的薄壁结构高速流动下热声响应与疲劳预估计算方法,建立简化涡轮静子叶片模型,结构在热-声-流动载荷作用下,获得静子叶片热模态频率分布,不同流速下温度分布及热流冲击力载荷分布,热声流耦合作用下静子叶片动力学响应进行分析。并预估计算了静子叶片有/无流速下热声载荷联合作用下的疲劳寿命,对比分析了高速流速对静子叶片的影响。文中开展热-声-流-固多物理场联合作用下高温合金薄壁结构动力学响应与疲劳寿命的理论研究、仿真计算、试验验证、预估计算等工作,研究结论将为航空航天薄壁结构强度分析与稳定性设计提供重要依据。