مواد کامپوزیت اغلب در کاربردهای ساختاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که توانایی مناسب از خواصی مانند سفتی و استحکام، آن‌ها را در مقایسه با مواد مهندسی سنتی جذاب می‌کند. علاوه بر کاربردهای ساختاری، از کامپوزیت‌ها در کاربردهایی که خصوصیات حرارتی و ساختاری در آن‌ها مهم هستند هم استفاده می‌شود. یک نمونه ویفرهای سیلیکونی است که در صنعت الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، تجزیه و تحلیل حرارتی-سازه همراه با ساختارهای نازک از دیدگاه شبیه‌سازی اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.

استفاده از کامپوزیت‌های فیبری در صنعت تولید رو به افزایش است. در مقایسه با مواد مهندسی فلزی سنتی، کامپوزیت‌های فیبری سبک‌تر و مقاوم در برابر خوردگی هستند و خواصی از قبیل استحکام، سفتی و دوام را می‌توان اغلب در یک برنامۀ خاص تنظیم کرد. کامپوزیت فیبری از الیاف حامل بار تعبیه شده در رزین پلیمری تشکیل شده است. مواد کامپوزیت به طور معمول لمینت از لایه‌های جداگانه هستند، جایی که الیاف در هر لایه یک طرفه هستند. در این مدل، تجزیه و تحلیل استرس یک سیلندر کامپوزیت چندلایه را انجام می‌دهیم.

لایه لایه شدن یا جداسازی لایه‌ها یک حالت شکست رایج در مواد کامپوزیت چندلایه است. عوامل مختلفی از جمله بارگیری، نقص در مواد و شرایط محیطی می‌تواند باعث شروع و انتشار جداسازی لایه‌ها شود. این منجر به تخریب عملکرد ساختاری و حتی گاهی شکست کامل سازه می‌شود.

پیچش یک بی‌ثباتی ساختاری است که می‌تواند منجر به شکست یک جزء حتی بدون خرابی مواد اولیه شود. محاسبۀ بارهای مهم پیچش و اشکال حالت از این رو می‌تواند از نظر طراحی مهم باشد، حتی اگر قبلاً مشخص شده باشد که بارگیری مؤلفه فقط باعث تغییر شکل الاستیک می‌شود. این امر در مورد اجزای ساخته شده از مواد کامپوزیت چندلایه، که در آن خواص الاستیک، ضخامت قطعه قطعه و توالی انباشت یک لمینت کامپوزیت در بارهای کمانش و اشکال حالت تأثیر دارد.