陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温和耐腐蚀等优良性能,现已被广泛应用于军事、电子、通信、航天航空、机械制造等领域。在很多情况下,需要对陶瓷材料自身以及陶瓷与金属材料进行连接,达到实现制造复杂构件并满足服役条件的目的。钎焊是实现陶瓷材料自身以及陶瓷与金属连接最常用的连接方式之一,但是由于陶瓷材料与使用的金属钎料以及金属母材之间存在很大的性能差异,不可避免地,会导致陶瓷钎焊接头中产生较大的残余应力。陶瓷材料具有很大的脆性,加之接头中存在较大的残余应力极易降低接头承受载荷的能力和疲劳寿命,影响接头连接质量。因此,对于陶瓷钎焊接头残余应力的研究,有重要的应用价值。然而,使用目前的应力测试方法表征陶瓷钎焊接头残余应力存在较大的困难,且无法准确获得接头内部完整的残余应力分布。近几十年来,数值模拟方法的大力发展,成为分析陶瓷钎焊接头内部残余应力分布特征、辅助改善陶瓷钎焊接头连接质量的重要手段。本课题,以焊接数值模拟专用软件SYSWELD为平台,使用了“热-弹-塑性有限元计算方法”,重点研究了陶瓷钎焊的残余应力分布,以钎焊材料性能对残余应力影响的研究结果为基础,分别展开了关于接头组织结构和第二相强化方式对接头残余应力影响的研究。首先,以Al2O3/Ag-Cu-Ti/Al2O3钎焊接头为研究对象,进行了残余应力的数值模拟,通过设计不同的填充金属材料模型,在相同的钎焊工艺和接头结构的条件下,研究了使用填充金属的材料性能对钎焊接头产生的影响。随后对填充材料的材料模型进行了不同的简化处理,探究模型的简化对钎焊接头残余应力计算的影响。通过研究得出结论:（1）当钎缝的线膨胀系数、屈服强度和弹性模量发生同程度的变化时,线膨胀系数对接头X向残余应力的影响最显著,屈服强度对接头Z向残余应力的影响最显著,相比而言,弹性模量对残余应力没有显著的影响;（2）在残余应力计算过程中,使用考虑屈服强度随温度变化的材料模型计算得到的残余应力结果,与使用全部性能参数均随温度变化的模型得到的结果更接近。以ZTA/Ag-Cu/TC4异种钎焊接头为研究对象,根据其实际的接头微观结构,建立了划分反应层的接头有限元模型,并与使用原始钎料代替钎缝的简化有限元模型做对比,反映了钎缝中的具体残余应力分布,探究了接头反应层对残余应力的影响。研究结果表明:接头的峰值应力出现在陶瓷母材侧的界面Ti3（Al,Cu）3O反应层位置,该反应物是脆性化合物,高应力的存在,易使该区域产生裂纹和裂纹扩展,成为发生接头失效的薄弱位置。通过改变Ti3（Al,Cu）3O反应层厚度,发现反应层厚度的减小,明显降低了接头的X向残余应力峰值。因此,在实际钎焊过程中,有效控制或减少界面Ti3（Al,Cu）3O反应物的生成,有利于提高接头的可靠性。以Al2O3/Ag-Cu-Ti/Al2O3钎焊接头为研究对象,向原始钎料中添加直径为40μm的Al2O3颗粒,制备得到了Ag-Cu-Ti+0.5vt.%Al2O3的复合钎料。通过接头残余应力计算结果对比,分析了第二相颗粒强化方式对接头残余应力的影响。研究结果表明:Al2O3颗粒的添加,明显增大了钎缝中Al2O3颗粒及其附近基体金属的X向残余应力,Al2O3颗粒还存在很大的Z向残余压应力,但母材和钎缝中的大部分基体金属的残余应力没有受到影响。在冷却过程中,Al2O3颗粒易发生破裂,形成更小尺寸的颗粒,有利于在接头中形成更弥散的反应物。综合考虑使用添加Al2O3颗粒可以改善接头的组织结构以及对接头残余应力没有消极影响,可以认为,添加适量的Al2O3颗粒可以起到强化钎焊接头的作用。