MIG焊接广泛应用于新能源汽车铝合金车身连接,焊接接头往往是车身拼焊结构的薄弱环节。焊接热输入导致焊缝复杂的组织成分和与母材迥异的力学性能。考虑焊缝力学性能是车身及零部件CAE模拟准确的关键。本文以Al6061-T6与MIG焊接接头为研究对象,运用试验技术和有限元仿真的研究方法,紧紧围绕金属材料断裂理论与失效模型、铝合金母材力学性能、铝合金力学本构模型构建、铝合金MIG焊缝力学性能、铝合金MIG焊缝参数反求与数值模拟等方面开展大量研究工作。在介绍金属材料断裂特点的基础上,分析了焊接结构脆性断裂的特征与原因。剖析了经典失效准则对断裂问题的解释,分析了它们的优缺点。阐述了常应变失效准则的理论内容、应用途径和局限性。详细介绍了GISSMO、GTN和Johnson-Cook三种力学本构和失效模型,分析了它们的本构方程、失效公式和对失效过程的表征方式。此外,介绍了三种失效模型在有限元模拟软件中的应用。开展了铝合金母材的不同取样方向下的单向拉伸试验,研究铝合金的应变硬化、各向异性和应变率效应。基于改进的J-C模型对铝合金母材的本构方程进行了拟合,并比较了与原始J-C模型的精度。本文构建的铝合金母材力学本构模型考虑了各向异性对应变率效应的影响,可以为下一步研究大变形大速率下铝车身拼焊结构的碰撞变形行为提供精确的模型基础。采用CMT焊接技术,在自制工装,改进工艺的基础上,开展了Al6061-T6薄板拼焊试验。通过显微硬度试验,揭示了铝合金CMT焊缝的硬度分布特点。提出了“等效二分法”,等效划分铝合金CMT焊接接头。通过焊接接头单向拉伸试验,得到了焊接接头的抗拉性能,以连接效率表征焊接接头的力学性能。通过焊接接头的特殊试样拉伸试验,揭示了不同应力状态下焊缝的力学性能。基于LS-DYNA和LS-OPT软件,采用有限元仿真和迭代优化思想实现了对焊缝参数的求解。采用四面体壳单元,建立了焊缝断裂失效数值模型。采用径向基函数法构建了代理模型,以均方误差作为优化目标,迭代反求出了焊缝的材料参数。以反求出的焊缝参数输入到焊缝失效有限元模型中,发现仿真结果与试验曲线具有较好的一致性。本文采用的等效分区、迭代优化的方法可用于焊缝参数反求和构建焊接接头断裂失效仿真模型,提高铝合金车身拼焊结构碰撞仿真的精度。