由于复合材料具有质轻高强、可设计性等诸多优点,其已广泛应用于各个工程领域。目前,复合材料使用范围从非承载件向次承载件和主承载件转变,这就必然会涉及到复合材料的连接问题,其中用于承力部件的层合板主要采用机械连接,工程中常常使用多个螺栓来连接部件以传递大的载荷。一般情况下,由于连接结构之间的材料、尺寸等参数的不对称,导致复合材料螺栓连接结构在受载时各螺栓不能够均匀承载且载荷再分配能力差。载荷分配的不均匀性会影响螺栓接头的破坏行为与失效特征,导致承载比例较高的螺栓孔周已经出现损伤甚至破坏时,而承载比例较少的螺栓孔还远没有达到损伤状态,从而显著降低结构的承载效率和连接强度。因此,对于复合材料多螺栓连接结构,研究其螺栓载荷分配和结构损伤失效的规律,合理设计连接结构参数,对于提高结构的连接强度和传载效率,延长连接结构使用寿命和疲劳强度,充分发挥复合材料的优势有着重要意义。论文的主要工作内容如下:基于传统弹簧法和有限元理论提出一种考虑螺栓-孔间隙和摩擦效应的改进弹簧法。以复合材料单搭接三螺栓连接结构为例,推导出了基于改进弹簧法的等效方程的矩阵形式。以碳纤维复合材料与铝合金双搭接五螺栓连接结构为算例来计算接头载荷,创建了该结构的二维和三维有限元模型,把改进弹簧法计算结果与有限元仿真结果及试验结果对比表明:改进弹簧法计算结果与三维有限元计算结果最大相对误差为8.5%,与试验结果最大相对误差为10.7%,验证了改进弹簧法的有效性和准确性。基于改进弹簧法和有限元法,研究了碳纤维复合材料与铝合金双搭接五螺栓连接结构参数,如几何尺寸、搭接形式、配合形式等因素对接头承载比例的影响规律,并归纳总结出了使复合材料多螺栓连接接头均匀承载的策略。其中,为了客观准确地衡量在特定参数配置下连接结构的载荷分配不均匀程度,本文基于均方差离散系数的概念提出了一种载荷分配不均匀度计算方法。对复合材料多螺栓连接结构的损伤失效规律进行了研究,首先分析选择三维Hashin失效准则和Tserpes退化准则分别作为复合材料层合板的损伤失效判定准则和材料刚度退化准则,并确定了接头最终失效判定准则。建立了复合材料铝合金单搭接五螺栓连接结构渐进损伤分析流程和模型,在此基础上研究了几何尺寸、预紧力和铺层顺序等因素对结构极限载荷和损伤失效的作用规律。