颗粒增强复合材料广泛应用于航空航天等领域。SiC颗粒增强陶瓷基复合材料的热物理性能及其力学性能的预测是该类材料优化设计与制备的基础,同时为航天飞行器热应力计算提供计算参数。目前,SiC颗粒复合材料作为近空间飞行器热结构材料的候选对象之一,该类材料的热应力计算与高温强度分析是航天领域关注的焦点之一。针对此问题,本文对SiC颗粒增强陶瓷基复合材料及其构成的复杂构件的热应力进行了数值模拟。首先,基于细观力学,利用随机投放的方法建立了二维及三维、多形状单颗粒增强相、双颗粒增强相复合材料细观结构模型。以SiC纳米增强陶瓷基复合材料为例,在传热学、弹塑性力学、均匀化法、飞行动力学等理论研究基础之上,利用ANSYS软件APDL参数化语言进行二次开发,分析该类材料二维及三维等效性能参数,得到了该材料的等效导热系数、等效热膨胀系数、等效弹性模量,并提出了优化方案。其次,针对近空间飞行器实际飞行过程中,特别是长时间飞行后,温度场引起的热应力对结构的影响往往是不能忽略的,在初始温度为300K,高度20km,以速度5马赫,迎角10°进行巡航飞行的情况下,用有限元的方法,对高超声速飞行器机翼当中的多铆接结构的热应力进行三维数值模拟,铆接处的应力集中现象比较严重。本文通过均匀化的方法较好的模拟了材料的等效性能参数,同时在实际结构中找到了较危险的应力集中区域,为今后SiC颗粒增强复合材料的性能模拟及多铆接复杂结构飞行器的计算提供了指导。