粘接结构以其刚性好、抗疲劳性能强、连接异种材料能力等优点，被认为是未来实现车辆车身轻量化的重要连接技术之一。粘接技术既可以单独使用，也可以和点焊、铆接等技术联合使用，互相补充。然而，在实际使用中，由于车身粘接结构将承受复杂的疲劳载荷，使得设计者十分重视接头的耐久性和使用寿命。遗憾的是，对于粘接接头的疲劳失效行为尚缺乏系统的理论和试验研究，也缺乏相应的疲劳寿命预估手段，难以满足汽车车身虚拟设计及抗疲劳安全性设计的需求。对金属粘接接头疲劳性能及疲劳寿命预测方法的研究势在必行。　　本文对铝合金AA5754O粘接接头和高强钢HSLA340粘接接头的准静态拉伸行为、疲劳性能、疲劳失效机理及疲劳寿命预测方法等开展了系统性地试验和理论研究。研究工作涉及粘接接头的静态拉伸试验性能、疲劳性能、在腐蚀-疲劳环境下的失效、胶层材料本构关系等。研究以这些试验为基础，借助理论分析和数值技术对粘结接头的疲劳寿命预测模型和接头疲劳裂纹扩展行为进行了系统的研究。　　论文采用单搭拉剪(Lap Shear，LS)和拉伸剥离(Coach Peel，CP)两种典型的粘接接头试样开展了接头准静态拉伸和机械疲劳试验。试验涉及不同的母材板厚、材料，试样搭接类型、粘接剂和环境因素等。研究揭示了实验室环境下，铝合金及高强钢粘接接头的准静态拉伸破坏模式，比较了不同类型接头(LS接头、CP接头)在静载下的承载能力；研究对比了LS/CP铝合金粘接接头的疲劳强度，分析了不同载荷及寿命区间铝合金粘接接头的疲劳失效模式，从而为建立金属粘接接头的疲劳失效模型奠定了坚实基础。　　论文设计搭建了LS接头原位腐蚀-疲劳试验装置，并对铝合金粘接接头在腐蚀-机械疲劳载荷共同作用下的失效行为及机理开展了试验分析研究；研究发现在水雾或5%盐雾环境下，粘接接头的疲劳寿命比实验室理想环境下的寿命显著降低，最高降幅超过一个数量级，在长寿命区间，腐蚀环境下的疲劳寿命降幅更为明显。研究采用SEM和EDS技术分析了在潮湿-腐蚀环境下粘接接头的失效模式及随载荷变化而导致的失效模式改变。　　论文对粘接接头的胶体材料本构关系进行了深入研究，利用固化胶体试样的准静态拉、压缩试验，构建了胶材料的本构模型，并以此为基础建立了粘接接头的三维弹塑性有限元模型，对铝合金LS、CP接头胶层的应力分布进行了数值模拟。论文根据试验和有限元分析结果，提出了面向车身CAE实际应用的粘接接头“Shell-Solid”有限元模型，建立了粘接结构疲劳寿命预估模型，推导了基于接头局部受力的胶层裂纹J积分的计算理论解，并提出了基于J积分的粘接接头疲劳寿命控制参量。该参量在预估粘接接头疲劳寿命时具有较高的精度，具有较好的通用性并能够有效地关联不同母材厚度、不同搭接形式(包括LS和CP接头)、不同载荷下的粘接接头疲劳寿命，从而实现对接头疲劳总寿命的预测。　　论文还对AA5754O-A951-BETAMATE4601粘接系统在Ⅰ/Ⅱ型及混合型加载模式下的疲劳裂纹扩展性能开展了理论和试验研究，提出了基于Paris公式的疲劳裂纹扩展模型，该模型能够统一描述粘接接头在复杂载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为，可用于对复杂载荷作用下的铝合金LS接头的疲劳裂纹扩展寿命进行预估。研究使得对不同载荷下粘接接头的疲劳寿命主导因素有了更为深入的理解。