随着近一百年人类在航空、航天领域取得的巨大技术突破和大国博弈带来的军事需求强力推动,各国投入了大量资源发展临近空间的防御和打击能力。伴随各国对高速飞行器更高马赫数、更大飞行空域、更强服役性能的极限追求,大量的新材料和新结构被应用,对系统化评估高超飞行器结构系统在严酷的气动力、热和动载荷（振动、噪声）恶劣环境条件下的强度性能提出了很高要求。复合材料具有密度小、比刚度大、比模量大等特点,能够满足高超声速飞行器的技术要求,因此备受关注,碳纤维材料和陶瓷基材料在高温环境下的力学特性具有很高的研究价值。首先对现有高温试验技术、测量技术进行总结,叙述了国内外高温试验技术及测量技术的最新进展,并对树脂基及陶瓷基复合材料的发展现状加以总结。其次对双马来酰亚胺树脂基碳纤维复合材料典型结构进行热模态测试,分别对不同铺层的层合板进行热模态测试,测定其在不同温度下弹性模量,固有频率及阻尼比变化趋势,使用动态法对该种复合材料进行动参数的校核试验,并对石英灯阵加热均匀性进行讨论,对比不同保温手段对加热均匀性的影响。对圆锥、半圆锥、半圆柱复合材料结构进行常温及高温下的模态测试,并对曲面结构固有频率及阻尼比随温度变化的特征进行总结。最后对ZrB₂基超高温陶瓷盖板式TPS开展传热及热振动分析,针对“加热器+试验件”组合结构模型开展精细化的试验件传热计算,建立盖板式TPS结构动力学模型,结合振动台激励及振动响应实测数据开展动力学模型修正,给出关键部位的温度、动应力及疲劳寿命结果。