运用弹塑性有限元法和试验,研究了间隙连接单搭接接头、间隙连接双搭接接头和间隙连接劈裂接头的应力分布,以及胶粘剂力学性能和被粘物外形对单搭接接头应力分布的影响。通过分析胶层和被粘物的应力分布以及胶层的应变,优化了接头的应力分布,提高了接头的强度,得出了如下主要结论:1)对于高弹性模量胶粘剂接头,间隙对单搭接接头的应力峰值无明显影响,在不降低接头名义强度的基础上极大地提高了接头的实际强度;而对于低弹性模量胶粘剂接头,间隙使得接头的应力峰值明显上升,显著地降低了接头的名义强度和实际强度。2)胶粘剂的弹性模量、泊松比、屈服强度和硬化模量对单搭接接头应力分布均有影响,但以弹性模量的影响最大。高弹性模量胶粘剂接头胶瘤的作用很大,而低弹性模量胶粘剂接头胶瘤的作用很小。胶瘤采用弹性模量和屈服强度很高的胶粘剂,可以提高单搭接接头的强度。采用有胶瘤的混合胶粘剂连接可以优化接头的应力分布,提高接头的强度。3)合理的间隙对双搭接接头胶层中部的应力峰值无明显影响,使得接头用胶量减少、重量减轻,在不损害接头的名义强度的同时极大地提高了接头的实际强度。间隙长度对接头的名义强度几乎无影响,却极大地提高了接头的实际强度。间隙接头的胶层被间隙分成了数段,胶层在固化过程中受到的约束比没有间隙的情况要小得多,因而内应力更小,对接头的强度有利。4)合理的间隙对劈裂接头的应力峰值无明显影响,不损害接头的名义强度。间隙的中心位置对接头的应力峰值影响显著,而间隙长度对接头的应力峰值无明显影响。当接头末端不存在胶粘剂时,各应力峰值迅速增大,使得接头的名义强度显著降低。5)被粘物自由端的内倒角使得胶层中部应力峰值都得到了极大的降低,随着倒角高度的增大,拐角处的应力先减小后增大。随着倒角角度的减小,拐角处的应力先减小后增大,θ=30°左右时达到最小值。内倒角可以显著降低高弹性模量胶粘剂接头的应力峰值,并且各应力峰值由胶瘤向胶层转移,从而提高接头的强度;而对于低弹性模量胶粘剂接头,内倒角反而使接头的应力峰值升高,对接头非常有害。6)对于搭接区端部被粘物有外倒角的接头,随着胶粘剂弹性模量的降低,胶层中部的应力峰值随之降低。对于胶粘剂弹性模量高的接头,外倒角使得胶层中部的应力峰值得到了极大的下降;而对于胶粘剂弹性模量低的接头,外倒角对胶层中部的应力峰值影响较小。7)被粘物阶梯状外形使得胶层应力的峰值大幅度下降,应力由拐角处向搭接区中间转移,中部应力上升,阶梯长度对应力峰值影响很小。对于高弹性模量的胶粘剂接头,阶梯使得应力峰值显著降低;而低弹性模量接头,阶梯对各应力的峰值并无明显影响。8)被粘物凹槽使得胶层中部的应力峰值得到了显著降低。随着凹槽长度的增加,胶层中部的应力峰值先减小后增大。随着凹槽深度的增加,胶层中部的应力在拐角处的值逐渐减小,中间的应力值逐渐增加。在含凹槽的接头中,随着胶粘剂弹性模量的增加,胶层中部应力的峰值随之增大。对于低弹性模量的胶粘剂接头,凹槽对胶层中部应力的分布和峰值并无明显影响;而对于高弹性模量的胶粘剂接头,原来处于低应力状态的接头中间的应力明显上升,承担了更多的载荷,而拐角处的应力集中得到了明显的减缓,应力峰值显著降低。