机械连接是复合材料结构设计中的一个重要环节，从数值模拟角度研究影响其应力和强度的因素，可以有效改进设计并大大降低时间和费用成本。复合材料机械连接涉及非各向同性材料的接触、损伤等问题，影响因素复杂，目前仍是一个开放性的课题。本文的主要内容如下：1.建立了复合材料单钉连接问题的三维有限元简化模型，模拟了复合材料螺钉孔附近的局部应力分布，研究了铺层顺序、配合间隙、摩擦系数等因素对孔边应力的影响。2.建立了复合材料单钉双剪连接问题的三维有限元模型，采用Hashin失效准则，并对Camanho退化模型进行了改进，模拟了拉伸载荷下连接部位的失效模式和失效过程。研究发现铺层比例对单钉连接强度有显著的影响，而宽径比对强度影响不大。3.建立了复合材料多钉单搭连接的三维有限元模型，计算了各钉荷载分配的比例，并研究了连接板刚度与配合间隙对钉载分配比例的影响，在此基础上，模拟了结构在拉伸载荷下的失效过程，预测了破坏载荷，并研究了摩擦系数与配合间隙等因素对多钉连接强度的影响。4.提出了一种包含多个铺层的层合块体单元，模型考虑了单元中每个铺层的面内应变沿厚度方向的变化，并且能够反映出每层损伤对单元整体性能的影响。本模型能够在符合工程精度要求的情况下，大大降低计算时间，而且能有效减少接触问题数值模拟时存在的“振颤”现象，改善模型的收敛性能。以上所有的数值模拟工作，均以ABAQUS有限元软件为平台，在用户自定义子程序UMAT中实现。