工程结构中最为常见的三种连接方式为:焊接、铆接以及螺栓连接。螺栓连接作为一种经典的连接方式,具有焊接、铆接等连接方式不具备的灵活性,在各工程领域均有广泛应用。螺栓连接在荷载作用下,除了会发生疲劳破坏和强度破坏两种破坏方式之外,也会由于振动、高温等荷载而发生连接刚度退化,从而造成破坏失效。为模拟螺栓连接结构在经历荷载后出现的刚度退化现象,本文提出一种考虑刚度退化的螺栓连接结构非线性等效建模方法,其内容主要包括以下几部分:首先,基于Iwan模型、本文提出了一种可应用于螺栓连接非线性等效模型建模方法。将螺栓连接结构视为一连续体,并假设等效模型适用随动塑性本构模型;通过Iwan模型定义的力-位移关系方程,确定该连续体的具体材料本构关系。通过商用有限元软件ABAQUS、以及其提供的UMAT子程序实现该等效模型,并通过静力学有限元仿真和文献报道的试验数据、验证了该建模方法的有效性。该方法可通过商用有限元软件实现,并可应用于实际工程建模中常见的3D实体有限元网格,因而具有较高的实用性和灵活性。其次,为了定量衡量螺栓连接结构在振动、高温荷载下产生的刚度退化效应,本文分别以复合材料搭接板、金属材料搭接板为研究对象,开展了上述对象在振动、高温等载荷作用下的刚度退化试验。为定量确定试件刚度退化程度,分别通过测量结构基频、测量螺栓夹紧力两种标志量测量了搭接板试件的刚度下降比例。通过比较不同试验工况下标志量的变化情况,分析振动、高温等载荷作用对连接结构刚度退化的贡献。通过获取金属螺栓搭接板试件在振动加载过程中夹紧力下降时程曲线,提炼振动过程中螺栓连接结构刚度退化的一般规律。最后,提出了考虑刚度退化的螺栓连接结构非线性动力学等效建模方法。根据试验测得的刚度退化时变数据,提炼螺栓连接的刚度退化规律;通过时变刚度项表征螺栓连接刚度退化特性,改进等效建模方法;基于神经网络方法及试件动响应,确定试件的等效模型参数;通过试件动响应的时频、频域分析,验证建模方法的有效性。