机械连接是航空用复合材料常见的连接形式。机械连接需要预制孔,使得结构的连续性受到破坏,导致接头处应力集中,对长寿命服役造成不利影响。干涉连接是一种有效的金属连接增寿技术,目前正逐步推广到复合材料连接结构中。连接结构的可靠使用需要以应力的准确计算为基础。复合材料干涉应力影响因素多且分布不均匀,并通过改变载荷传递路径对钉载应力产生影响。对常见的多钉结构而言,孔周应力的分析还需要考虑位置及旁路载荷的作用。干涉应力、钉载应力和旁路载荷应力在孔周的叠加使得多钉干涉连接的应力分布及损伤预测较为困难,给其在工程中的应用带来阻碍。为保障干涉连接技术在航空复合材料结构中的应用,需要围绕多钉干涉连接的应力及损伤问题开展研究。本文围绕复合材料多钉干涉连接的孔周应力及损伤萌生开展研究。在钉孔变形关系的基础上,建立单钉干涉模型并提出拉伸载荷作用下的应力计算方法;分析位置的影响,提出多钉应力计算方法;考虑干涉配合和多钉连接的特点,建立多钉干涉连接应力计算模型,并分析孔周的损伤情况。全文的主要研究内容和成果如下:(1)建立了复合材料单钉干涉连接孔周应力的解析计算模型。在分析干涉连接钉孔变形关系的基础上,考虑钉的弹性变形,给出了无滑动情况下孔周的位移边界条件,构建复变应力函数,求解孔周应力并与三维有限元模型进行对比,讨论材料参数、干涉量对孔周应力分布的影响。针对孔边存在的相对滑动,建立光滑条件下的应力计算模型,并讨论滑动位移对应力分布的影响。结果表明材料属性对应力分布有显著影响,准各向同性板的孔周应力近似为圆形,而0°为主的板则呈现“8”字形分布;干涉量的变化改变应力数值,而不影响分布趋势;相对滑动对应力分布规律影响显著。(2)分析了干涉变形对拉伸载荷传递路径的影响规律,给出了拉伸载荷作用下单钉干涉连接孔周应力的计算方法。根据钉孔相对运动关系,对孔周区域进行划分并定义位移边界条件。考虑干涉变形对钉孔接触关系的影响,分析拉伸载荷在干涉连接中的传递路径,建立基于弹簧等效方法的载荷传递模型,给出载荷边界条件。根据位移和载荷边界条件,构建应力计算解析模型,求解孔周应力并与有限元方法和文献中的实验结果进行对比,讨论材料属性等因素对应力分布的影响。最后结合Hashin损伤准则对孔周损伤萌生进行预测。结果表明干涉连接可以减小由拉伸载荷造成的应力增量,材料属性对周向应力影响更大,孔周损伤以基体损伤为主。(3)分析了旁路载荷的影响,提出了复合材料多钉零间隙配合连接的孔周应力计算方法,并分析了孔周应力与损伤萌生情况。考虑单排多钉连接的载荷传递特点,对各孔周的受力情况进行分析。针对不同位置的孔,分析钉传载荷和旁路载荷的作用,建立载荷边界条件,构建基于复函数理论的应力函数,求解各孔周的应力,与有限元和实验数据对比分析,并讨论钉数对载荷和应力的影响。最后,结合渐进损伤分析方法,预测孔周损伤的萌生。结果表明首钉的孔周应力水平明显偏高,而中间钉和末钉的应力水平则非常接近,孔周损伤类型主要表现为基体失效。增加钉数可以降低钉传载荷和孔周应力,但对首钉而言,应力的降低程度较小。(4)建立了复合材料多钉干涉连接的应力计算解析模型,并对孔周应力的分布和损伤萌生情况进行了分析。基于单钉干涉连接和多钉零间隙配合连接的研究成果,对多钉干涉连接的受力条件进行分析,综合旁路载荷、干涉应力、干涉变形与钉传载荷的叠加影响,建立考虑孔位置的应力计算模型,计算孔周应力并与实验和有限元结果对比,分析材料参数和钉数的影响。结合有限元仿真和SEM实验,对多钉干涉连接的孔周损伤萌生情况进行分析。最后,以三钉连接结构为例,讨论零间隙配合与干涉配合的不同组合对载荷、应力和损伤的影响。结果表明,材料参数对周向应力有明显影响;首钉处孔周应力最高,而其它位置的孔周应力很接近。增加钉数可以降低应力水平,但在首钉处的效果较其它位置略小。综合考虑工艺和应力情况,在各孔均使用干涉配合对减小应力增量、均衡载荷分配最为有效。