搅拌摩擦连接（Friction Stir Joining,简称FSJ）是一种先进的连接技术，近年来在航空航天、交通运输等领域受到广泛关注，具有广阔的应用前景。本文以铝合金板材为对象，采用实验与数值模拟相结合的方法，对FSJ过程作用力、连接区域的温度场、应力场以及变形等开展深入研究。所开展的主要研究工作包括以下几个方面：1、采用专用的搅拌摩擦连接测力仪，对两种铝合金板材的FSJ作用力开展了测试实验研究；分析了连接参数对X、Y、Z三个方向作用力的影响规律。2、建立了FSJ过程的热源模型，开展了FSJ过程的温度场仿真研究，获得了FSJ过程的温度场分布云图。3、考虑热力耦合效应，对连接区域的应力场进行了有限元仿真分析，分别研究了FSJ过程中上、下表面的纵向应力、横向应力和法向应力随时间的变化趋势；采用小孔法测量了FSJ的残余应力，验证了有限元分析的有效性。4、在应力分析的基础上，对工件的变形开展了数值模拟，分析了不同时刻搅拌头邻近区域的位移分布情况，得到了离连接中心不同位置处以及板厚方向的变形量变化趋势，并开展了实验验证。