碳纤维增强复合材料因为其具有的轻质、高比模量、高比强度、耐高温、耐腐蚀和优异的可设计性等优良性能,已经在航空航天、汽车工业、风力发电和体育休闲器械等领域有非常广泛的应用。但是,为满足设计和生产工艺等要求,分离面仍然大量存在与复合材料结构中。机械连接因其可靠性强、易拆卸、工艺简单和受环境影响小等优点,成为复合材料连接结构设计的首选。复合材料力学性能不同于传统金属材料,不能沿用金属材料结构设计的方法。针对以上情况,本文从以下进行了研究:首先,对复合材料机械连接结构影响因素进行了分类介绍。重点从几何参数、材料参数、紧固件参数、载荷因素和环境因素5个角度分析了其对连接结构失效模式和失效强度的影响。其次,对复合材料机械连接着,分别采用试验和有限元仿真的方法,分析了孔径大小、位置对碳纤维复合材料凸头螺栓单螺栓连接结构强度的影响。用有限元仿真了几何因素对双螺栓连接结构的强度影响。得到相应条件下的最佳设计比例。最后,采用数值仿真方法,分析了几何因素、连接方式对复合材料沉头螺栓连接结构强度的影响。得到了沉头螺栓连接的最佳设计比例。