间隙非线性是一种集中非线性，广泛存在于副翼、襟翼和升降舵等飞行器操纵系统中。间隙的存在不仅会使结构产生一系列的非线性动力学问题，更会影响飞行器的气动弹性，从而降低操纵稳定性。工程实践中往往忽略间隙的影响并按照线性方法进行分析，这无疑对制造和安装精度提出了更高的要求，而且得到的结果也过于保守，不利于飞行器结构设计的进一步优化。因此，在建模过程中有必要将间隙因素加入考虑。同时，随着飞行器速度的提升，气动加热变得更加严重，这会降低结构的刚度，危害颤振稳定性，所以还需要在建模过程中引入温度场。本文以导弹的折叠舵面为对象，研究热场和间隙的共同作用对结构地面振动特性和气动弹性的影响规律。
　　首先针对折叠舵面内、外舵铰接处存在的间隙对地面振动响应的影响及间隙处的非线性建模方法展开研究。先通过锤击实验获得结构的线性模态特性，为后续理论建模提供验证支撑，接着通过振动台基础激励获取存在间隙时结构的非线性特征。实验结果表明间隙会使结构的动力学响应产生诸多非线性现象，如正反向扫描差异、跳跃、多谐波及频率漂移。非线性的影响主要体现在一阶弯曲模态上，激励量级的增大和间隙的减小均会使基频增大，且逐渐趋向于无间隙的结果，但它们的变化对第二阶扭转模态影响不大。建立了折叠舵面的有限元模型，并针对具有集中非线性的折叠机构，提出了一种非线性模型缩聚方法。通过两次坐标变换将非线性连接自由度当作物理坐标保留下来，线性主体部分直接缩减。与传统的固定模态综合法相比，可以大大缩小模型规模。引入Hertz接触理论建立了3/2次和线性组合的刚度函数来模拟间隙和接触，与大多数文献采用的双线性刚度相比可以更好地模拟实际结构的接触和碰撞。通过Bathe两子步隐式复合算法计算了基础激励下结构的动力学响应，得到的传递函数可以定性地揭示实验中出现的非线性现象，验证了连接处建模方法的合理性。模型中的间隙利用恢复力曲面法进行辨识。
　　然后针对气动加热对折叠舵面气动弹性的影响展开研究。在进行热颤振计算之前，需要先进行热模态分析来验证热环境下模型的准确性，同时获取结构的模态信息。通过热模态分析中的热应力计算可以发现热环境下根部固支全动舵面内部的热应力很小，所以只需考虑热引起的材料弹性模量的变化对频率的影响，这不仅减小了计算量，更使本文提出的非线性模型缩减方法适用于热环境。上述研究为颤振计算提供了准确的结构模型，随后需要建立气动模型。利用修正后的一阶活塞理论计算超声速飞行过程中所受气动力，利用无限板样条法进行结构和气动之间的数据传递，建立了考虑热影响的含间隙折叠舵面非线性气动弹性方程。分析了热对结构非线性颤振的影响规律。结果表明，在飞行速度增大的过程中，结构会依次出现阻尼衰减、周期三极限环振荡、周期一极限环振荡、多周期运动和发散。温度的升高会降低无间隙舵面的发散速度，但却会增大有间隙舵面的极限环速度和发散速度，所以在实际的舵面设计中需要特别注意间隙和热的影响。