为研究缝合对三维机织复合材料/钛合金混杂板单搭接接头力学性能与失效机理的影响,对7组缝合密度、缝线纤维束规格以及钛合金板上预制的缝合孔直径各不相同的单搭接试样进行了剪切实验。通过加载条件下的原位细观实验观察,获得了不同缝合参数下接头的失效模式,给出了对应载荷-位移曲线上特征点的损伤形貌。结果表明,增加碳纤维缝线的丝束规格以及增加缝合密度均能提高混杂接头的失效载荷,且增加缝合密度比增加碳纤维缝线的丝束规格对提高失效载荷的效果更明显;缝合孔直径为2mm或4mm对结构承载能力无明显影响,当缝合孔径达到6mm时,受缝合孔间隙内环氧树脂强度影响,承载能力明显降低;通过细观原位力学实验观察到了三维机织复合材料/钛合金混杂板缝合结构剪切破坏过程的三个主要阶段,分别为复合材料/钛合金界面失效、复合材料内部或缝线区裂纹萌生与扩展、搭接区失效;搭接区的失效模式有缝线纯剪断、缝线抽出与剪断混合以及缝线挤出/剪断混合三种。缝合密度是接头的失效模式改变的主要因素。通过使用有限元仿真模拟中含内聚行为的表面接触模拟了缝线与三维机织复合材料之间,以及三维机织复合材料与钛合金之间的界面的失效情况,对接头搭接区的失效行为进行了仿真模拟,有限元模拟的结果与试验结果吻合的较好,证实了观察到的结果与实际接头内部缝线失效模式的一致性。