傅里叶热传导定律作为一种传播速度无限大的热扩散行为，作为准平衡假设,在实际工程领域得到了广泛应用。但随着科技的发展，纳米、微纳米等导热材料的出现，在带有高强度、超常规、极瞬态等特点的热冲击环境下，经典的导热定律不再适用。因此非经典导热定律成为研究的热点。在实际应用中，陶瓷/金属结构材料作为热防护材料的主要形式，由于材料本身存在不可避免的缺陷或者裂纹，加之在非经典的强瞬态热冲击环境下，材料可能会因为疲劳损伤和裂纹扩展而导致断裂失效。因此，在非傅里叶导热环境下，研究非均匀材料的热冲击断裂问题有更大的实际意义。本文主要研究了在非傅里叶导热环境下，一维半无限大层合材料的温度场、应力场以及含中心裂纹下的热冲击断裂问题。因为层合材料的物性参数不连续，使的在热冲击环境下产生热失配，很可能促使材料内部裂纹扩展而引发断裂失效，所以随着非傅里叶热传导效应的广泛应用，针对非均匀材料的热冲击断裂研究显得尤为重要。目前为止，在非均匀材料介质内，研究非傅里叶热传导下的热冲击断裂，以及求解中心裂纹体尖端附近的非经典应力强度因子尚属空白。本文不但求解了一维半无限大层合板的温度场和应力场，而且还从断裂力学的角度出发，分析了层合材料含中心裂纹下的非经典断裂强度问题。本文主要包括以下三方面的内容：（1）在经典导热方程的基础上，导出了非傅里叶热传导方程，利用有限差分法的向后差分格式对其进行离散，进而得到导热方程的数值解，并对数值结果讨论分析。最后利用标准分离变量法求出在均匀材料下导热方程的解析解，通过数值解和解析解的对比分析，判断向后差分格式的稳定性以及所求结果的准确度。（2）利用杜哈梅—诺伊曼的线性热应力理论，在已知温度场分布的基础上，根据边界条件求出层合材料内部热应力场的分布规律，最后分别讨论层合板弛豫时间、热扩散率以及涂层厚度对热应力场分布的影响。（3）利用有限元建立含中心裂纹的层合板模型，在已知层合材料内部热应力场分布的情况下，分别求解裂纹左、右尖端附近的应力场，通过应力外推法分别求解裂纹左、右尖端附近非经典应力强度因子曲线。最后分析讨论裂纹尺寸、涂层厚度对非经典应力强度因子的影响。