复合材料广泛应用于船舶上层建筑及其内部结构,势必会带来复合材料与钢质甲板间的连接可靠性问题。连接结构是船体结构的薄弱环节,其性能特征关系到整船的安全,因此,本文以船用复合材料与金属连接问题为研究背景,通过设计新型复合材料与金属混杂连接接头,研究连接接头在静力和疲劳载荷下的强度特性、失效模式、疲劳寿命等力学性能,为船舶复合材料连接结构的设计及实际应用等提供有益的参考。首先,进行了混杂连接接头的构型设计。通过综合考虑混杂连接接头的选材和设计原则,选择以平面编织玻璃纤维复合材料面板,PVC泡沫夹芯,船用921A钢等作为接头主要材料;采用双剪的螺栓连接结构形式,并以夹芯结构理论为基础,按照螺栓连接结构几何参数设计标准进行接头的尺寸设计,最终完成了H型混杂连接接头的构型设计工作。然后,针对H型混杂连接接头进行了有限元仿真分析。利用有限元分析软件Abaqus建立了H型混杂连接接头的有限元模型,并定义了适用于本文平面编织复合材料的三维Hashin损伤判别准则,得到了接头的应力分布,极限承载能力以及损伤失效模式等。接下来对接头开展了静态特性研究。通过三组静态试验件得到的极限承载力、失效破坏模式、应变分布情况均相同。将静态试验结果与有限元结果进行了对比,证明了本文所建立的有限元模型可以较好的预测接头的强度及失效破坏模式,并随后开展了对接头强度影响参数的仿真分析。最后,针对H型混杂连接接头开展了疲劳特性的研究。对三组疲劳试验件进行了三级不同载荷水平下等位移控制的疲劳加载试验,得到了在不同疲劳载荷水平加载下接头的载荷-循环次数曲线及疲劳损伤破坏模式等;三组接头的疲劳失效模式皆为层合板发生层间分层破坏以及PVC泡沫处的剪切破坏。通过DIC法测量试件表面应变,得到了应变随循环次数的变化规律。最后通过剩余强度试验得到了疲劳加载后接头的剩余强度和剩余刚度的变化情况。