随着结构轻量化设计在各制造领域的发展需要,钛合金等特殊的轻质材料将会得到广泛的应用。为研究并实现一种优势独特的薄板连接新技术-自冲铆连接对钛合金板材的有效连接,并分析其接头的力学性能及失效机理,本文在以下几个方面开展了研究工作。1.运用自冲铆连接技术实现了钛合金板材的自冲铆连接,通过试验获得了钛-钛、钛-铜、铜-钛、钛-铝及铝-钛共五种自冲铆接头的最优连接工艺参数；对其各最优接头截面进行了质量评价,为后续接头的强度等研究提供了基础;采用有限元模拟的方法分析接头成形过程,结果表明材料内部的流动实现了接头宏观的塑性大变形,铆钉与板材接触区域为接头中应力较为集中的区域,且可以推测出接头中危险部位将出现在铆钉脚外侧与下板接触的铆钉脚部分区域。2.在接头拉伸性能研究方面,对五种钛合金自冲铆接头进行静拉伸试验,对比研究其静强度及能量吸收能力,并对每种接头的静态失效过程及失效模式进行分析,为钛合金自冲铆接头后续的研究及应用提供了一定的参考；另外,对几种失效模式较典型的接头拉伸断口进行SEM微观分析,研究了钛合金自冲铆接头失效后铆钉及被连接板材的断裂特征。3.在接头疲劳特性研究方面,为研究去应力退火处理对钛合金自冲铆接头的疲劳特性及失效机理的影响作用,采用成组对比试验法对热处理前后钛-钛接头进行疲劳试验,对试验结果进行了对比分析。本方面研究首次采用三参数幂函数表达式对接头疲劳数据进行拟合,得到并分析了热处理前后接头的F-lgN曲线；热处理前后钛-钛自冲铆接头分别都出现了铆钉断裂、板材断裂和铆钉与板材断裂混合的三种疲劳失效模式,且接头在各载荷水平下主要出现为铆钉断裂的疲劳失效模式,即铆钉成为钛-钛自冲铆接头在疲劳试验中的薄弱环节;热处理使得接头在疲劳试验中的薄弱环节具有由铆钉向板材转变的趋势,即去应力退火处理在一定程度上改善了钛-钛接头内锁区域的疲劳性能；对比分析热处理前后接头的疲劳失效断口,对去应力退火处理对其断口特征的影响进行了初步分析和描述。对钛合金自冲铆接头中存在的微动磨损现象的研究表明,微动磨损主要影响着接头中的裂纹萌生及扩展,对接头疲劳性能有着负面的影响。