复合材料具有比强度高、耐腐蚀等特点,是轻质高效结构设计的理想材料。本文研究了复合材料层合板与金属板的单钉单剪连接结构与单钉双剪连接结构,分析了不同建模方式对连接结构有限元分析模型的影响,讨论了多种因素对连接强度的影响。对T300-3K/0164复合材料层合板与金属板M6单钉单剪连接结构进行了拉伸强度实验,建立了单钉单剪连接模型。讨论了不同螺栓建模方式、不同预紧力施加方式和不同失效准则对计算结果的影响。最终连接模型的拉伸强度计算值与准静态拉伸试验结果基本吻合,误差为3.10%。对不同孔径下的复合材料层合板与金属板单钉单剪连接结构进行了拉伸强度试验。建立了不同螺栓半径的单钉单剪连接有限元模型,得到了不同螺栓半径下的较优预紧力。连接强度计算结果与试验数据吻合较好。对M4-M8的螺栓,合适的拧紧力矩可使连接强度提高0.91%到14.18%,同时也可以提高压缩分层失效发生时的载荷。复合材料层合板与金属板之间的摩擦系数增大会减小复合材料层合板的基体损伤面积。当摩擦系数为0.25时,可将M6连接强度提高1.95%。增大垫片半径可在一定程度上减小预紧力和二次弯曲效应对层合板造成的损伤,提高连接强度。当垫片半径从8mm增大到14mm时,M6的连接强度提高了2.85%。增大0°铺层比例可以提高连接强度。当0°铺层比例为75%时,M6的连接强度比0°铺层比例为25%时提高了129.89%。二次弯曲效应及预紧力的共同作用易对层合板表层造成损伤,故将45°铺层置于表面可以更好地保护0°铺层;当0°铺层比例为50%时,该措施可提高连接强度8.69%。对复合材料层合板与金属板单钉双剪连接结构进行了拉伸强度实验。建立了单钉双剪连接有限元模型,讨论了不同螺栓建模方式和不同预紧力施加方式对模型计算结果的影响。不同分析模型的计算值与实验值基本吻合,连接强度误差为5.43%-6.19%,连接结构伸长量误差为4.53%-10.57%。合适的拧紧力矩可提高连接强度;当拧紧力矩为10Nm时,M5连接强度比2Nm时提高了1.30%。随着拧紧力矩的增大,连接结构的伸长量减小,纤维压缩损伤和拉伸分层损伤的面积也减小。