固体火箭发动机在药柱浇铸后，需要进行降温固化过程。由于推进剂、衬层、绝热层及壳体材料之间的热膨胀系数不同，导致其收缩变形不同。在两种材料的交界面处，因材料属性的不同会有应力集中的现象出现，导致界面处出现裂纹、孔洞等缺陷，从而造成发动机在工作时失效，甚至发生大灾难。本课题采用有限元法，针对某型号固体火箭发动机，模拟其固化降温过程，分析衬层结构的力学响应。同时针对衬层附近交界面处的应力情况，对衬层结构进行优化设计。本文的主要研究内容如下：介绍固体火箭发动机的结构特点及衬层对于整体结构的重要作用。同时，概述目前国内外对于固体火箭发动机结构完整性研究的进展及成果，分析并总结影响衬层粘接性能的主要因素。简述粘弹性理论的基本方程。在此基础上，介绍了ABAQUS有限元软件，并对其中粘弹性问题的求解方法及软件中的结构热分析给出了数学表达式，推导了瞬态温度场和稳态温度场下的有限元求解方法。对于典型的固体火箭发动机结构，进行结构简化，建立1/2结构的轴对称模型。对在自然环境中进行固化降温的有限元模型进行数值模拟，分析其温度场、应力场、应变场的分布规律，并确定衬层界面的危险点位置。同时，针对衬层不同材料参数和衬层厚度对应力场的影响程度进行对比分析。针对某型号固体火箭发动机的实际模型，分别建立含有人工脱粘层和不含人工脱粘层结构的二维轴对称模型。对在自然环境中进行固化降温的有限元模型进行数值模拟，分析其温度场、应力场的分布规律。通过对结果进行对比分析，验证人工脱粘层具有释放应力的作用并确定衬层界面的危险点位置。在此基础上，分析衬层和绝热层的材料参数对于推进剂/衬层/绝热层交界面处应力场的影响，并将衬层结构设置为功能梯度过渡层，对结构进行优化设计。