目前随着对汽车燃油经济性和排放性能要求日益严苛,除了发展新能源汽车与高效率发动机外,减轻车身结构的重量也是实现节能减排的一项重要技术途径。多材料车身不仅能够较明显的减轻车身重量还能提高车身的各项性能,将是未来车身结构的发展趋势。多材料车身中异种材料的连接成为亟待解决的关键技术之一。胶粘技术作为新型连接方式能够在不破坏连接材料的前提下实现异种材料的连接而且胶粘结构还具有承载面积大,胶粘面应力分布均匀等优点。但是,目前其应用主要局限在车身中受力不大的非承载结构件上,导致其应用还无法普及的主要原因是目前还没有专门针对胶粘结构在复杂应力状态下的强度评价准则,致使在早期工程设计阶段利用有限元仿真分析时缺乏有效的失效准则。在工程领域断裂失效一旦发生往往会造成较为严重的后果,所以预测与预防胶粘结构的失效具有重要意义。本文针对现有失效准则的描述与胶粘结构的真实失效不能很好吻合的问题,以聚氨酯胶粘剂ISR-7008/铝合金胶粘接头为研究对象,利用试验测试与仿真分析相结合的方法建立一种基于应力的断裂失效准则,本文具体研究内容包括以下几方面:第一:以同时承受拉剪载荷的胶粘接头为研究对象,设计五组典型拉剪比的ISR-7008/铝合金胶粘接头。制作胶粘剂的哑铃型试件,获得胶粘剂的基本力学参数。对五组不同拉剪比的胶粘接头进行准静态拉伸实验,通过采用电子拉伸试验机与DIC-3D图像采集系统配合使用的方法获得胶粘接头胶层刚出现裂纹时的初始断裂载荷和拉伸过程中的最大断裂载荷,分析不同拉剪比接头胶层在试验测试过程中的破坏过程确定出胶层初始破坏位置;对胶粘基材进行再加工,设计胶层裂纹产生验证试验,证实胶粘接头的开裂位置发生在胶层角边缘。第二:建立与试验测试中相同尺寸的胶粘接头的仿真模型,将初始断裂载荷施加到该模型中,基于试验测试中的裂纹产生位置确定出仿真模型中的失效区域,在仿真计算的结果中提取出五组典型拉剪比胶粘接头失效区域内初始失效点的应力。基于胶粘接头的真实强度与胶层应力状态无关的推论,通过对失效点的各种应力量进行比值法和线性组合法后得出等效应力计算公式,基于该等效应力计算公式建立初始失效准则。探讨分析在后续失效过程中也采用基于应力的失效准则的可能性和必要性,在初始失效准则的基础上建立同样基于应力的后续失效准则。第三:对建立的失效准则进行有效性验证。以FORTRAN语言按照一定的规范与格式将失效准则编写入VUMAT子程序中并嵌入到ABAQUS~?中。通过对比分析仿真与试验的胶层开裂过程和失效载荷,证实了该失效准则预测胶粘接头失效的可行性;通过对任意应力状态的胶粘接头试验测试,验证了本文建立的失效准则的准确性。此外为了更好地对比胶粘平面内裂纹的扩展,将采用该失效准则的仿真方法与采用内聚力模型的仿真方法分别对结构胶胶粘剂Araldite~?2015的胶粘接头进行仿真,通过对比发现两种仿真结果中胶层的裂纹扩展路径是一致的,失效载荷预测的精度相接近并且都能满足工程需要,从而证实了该失效准则对结构胶粘接头失效预测的有效性。