В статье представлены основные положения разработанной комплексной расчетно-экспериментальной методики описания поведения и исследование на ее основе напряженно-деформированного состояния системы «оправка – композиционная оболочка» в процессе изготовления оболочки с учетом термовязкоупругого поведения материалов. Использованы результаты экспериментального исследования релаксации материалов оправки и оболочки при нормальных и повышенных температурах и аппарат механики деформированного твердого тела. Численное моделирование осуществлено методом конечных элементов, реализованным в среде ANSYS Mechanical средствами параметрического языка программирования APDL. Стандартные механические испытания образцов материала оправки, связующего и образцов однонаправленного ПКМ проводились в Центре экспериментальной механики ПНИПУ на сертифицированной универсальной электромеханической системе Instron 5882. Расчетно-экспериментальная методика включает в себя: численную процедуру идентификации термомеханических параметров для описания поведения изотропного материала оправки с учетом реологии при нормальной и повышенных температурах; модель термовязкоупругого поведения композиционного материала в процессе намотки и термообработки, сочетающую анизотропию упругого поведения среды с одним независимым вязкоупругим оператором, реализованная в среде Ansys Mechanical APDL; алгоритм построения трехмерного конечно-элементного аналога системы «оправка – оболочка» с технологической оснасткой, который учитывает распределение начальных усилий в оболочке и фрикционный контакт со смазкой на границе сопряжения оправки со сборочным валом; алгоритм определения термовязкоупругого поведения системы «оправка – оболочка», реализованный путем последовательного решения задачи нестационарной теплопроводности и квазистатической краевой задачи механики деформируемого твердого тела. В результате проведенных исследований получены новые данные о пространственно-временном распределении интенсивностей напряжений и нормального давления на внешней поверхности оправки, установленные в результате комплексного исследования на основе вычислительных экспериментов, в том числе при отклонениях от проектных параметров технологического процесса