碳/碳复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料，具有密度低、比强度高、抗烧蚀、抗热冲击等优点，可耐受10000℃的驻点温度。在非氧化环境下，强度可保持在2000℃以上，是再入环境中理想的高性能烧蚀材料。碳/碳复合材料在抗烧蚀、耐摩擦、热防护、抗核辐射、高温热结构等领域得到了广泛应用，主要在航空航天领域中用作高温热结构材料，烧蚀材料和摩擦材料。作为热防护材料，碳/碳复合材料的服役环境异常恶劣，其氧化烧蚀会导致材料强度的显著下降，因此对碳/碳复合材料在服役过程中的烧蚀研究一直都是国内外研究的热点。因外部环境参数不确定，不同尺度材料的力学性能差异性大及试验费用昂贵，导致碳/碳复合材料烧蚀机理的实验研究局限性大。本论文利用数值模拟方法分析了碳/碳复合材料在高温环境中的氧化烧蚀，不同尺度上的烧蚀形貌演化，以及烧蚀变化与性能退化之间的关系，主要包括以下内容：(1)根据实验结果建立了描述碳/碳复合材料表面烧蚀后退规律的方程。采用与烧蚀温度、时间、活化能有关的阿伦尼乌斯反应速率来描述碳/碳复合材料表面的烧蚀变化过程。设定碳/碳复合材料初始氧化温度为400℃，转折临界温度为873℃，临界温度前后具有不同的活化能。采用ALE自适应网格方法，通过ABAQUS的二次开发编写了控制烧蚀变化的UMESHMOTION子程序，模拟了碳/碳复合材料表面的烧蚀变化过程。(2)建立了碳/碳复合材料的宏观烧蚀模型，基于控制表面烧蚀的子程序，模拟计算了宏观均匀的碳/碳复合材料的烧蚀变化，分析了烧蚀过程中表面形貌的变化、材料性能对烧蚀变化的影响以及烧蚀速率对烧蚀变化的影响。(3)建立了碳/碳复合材料的细观尺度模型，模拟了细观尺度上碳/碳复合材料的烧蚀变化，分析了烧蚀过程中表面形貌的变化，温度对烧蚀变化的影响以及纤维体分比对烧蚀变化的影响。(4)研究了含有内部烧蚀的碳/碳复合材料烧蚀前后的力学性能的变化，包括不同烧蚀程度内部孔洞的烧蚀形貌以及材料烧蚀前后的拉伸压缩性能的退化规律。