由于具有密度小、比强度高和耐高温等优良特性,复合材料应用的范围越来越广且比例越来越大。目前复合材料机械连接结构的研究重点集中在强度、失效和疲劳等方面。复合材料机械连接结构中结合面接触刚度对结构的动力学特性有着重要影响,但目前对复合材料连接结构动力学特性的研究工作较少。据此,本文开展的主要工作包括:(1)利用单层材料的应力应变关系推导层合板结构应力应变关系,建立各向异性对称层合复合材料铺层模型,基于三维等效弹性常数理论利用Matlab软件自编程计算了各向异性材料铺层结构的三维等效弹性常数,并与文献实验结果进行了对比分析。在此基础上计算了T700/7901复合材料层合板的材料属性,并计算推导了该材料第三方向弹性常数,为后续的有限元建模以及仿真提供了基础的理论支撑。(2)基于粗糙表面接触的GW模型,分析了粗糙表面法向和切向接触力学模型,在此基础上推导了接触界面力学模型,分别获得了单调载荷作用和循坏载荷作用下的模型恢复力。最后建立了包含Iwan模型的连接结构动力学微分方程,为后续螺栓连接结构非线性建模以及螺栓结合部的参数辨识工作提供了基础。(3)建立了分层的层合板复合材料螺栓连接结构有限元模型,并与等效材料参数有限元模型进行了动力学和静力学仿真对比。(4)针对复合材料板和连接结构开展了模态特性仿真,计算了结构前四阶固有频率,并在此基础上讨论了主弹性模量比、层合板铺层顺序对复合材料连接结构的固有频率影响。针对复合材料连接结构开展了动力学响应仿真分析,讨论了连接结构稳态受迫振动响应与瞬态振动响应。(5)搭建复合材料板以及螺栓连接悬臂梁结构实验台,开展动力学实验,并与有限元仿真结果对比分析,检验了分层模型与等效材料参数模型的误差。测试不同螺栓预紧扭矩下,连接结构的固有频率变化情况。同时使用谐响应测试方法识别了结构固有频率,结合连接面非线性模型开展了复合材料螺栓连接结构的连接面刚度和等效阻尼参数辨识。(6)研究结果为复合材料板结构以及连接结构的动力学建模、结合面参数识别提供了一种方法。