凭借优良的性能,碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天等领域。随着航空器结构整体化设计的发展,零件和紧固件的数量大大减少,新的复合材料连接结构及更大型的连接元件亟待研究。在复合材料连接中,合理的胶-螺混合连接可以兼顾胶接和螺栓连接的优点,既能提高结构的抗剥离能力,又能降低孔边应力集中,是当前复合材料连接结构的研究热点之一。本文针对复合材料单钉胶-螺混合连接结构中存在的端部翘曲严重以及承载能力低等问题,对钛合金-复合材料双钉胶-螺混合连接结构进行了研究。并在数值分析与实验验证的基础上,对该混合连接结构中参数对失效载荷的影响与损伤扩展情况进行了分析,为该连接结构在工程上的应用提供一定的理论参考。研究内容如下:首先,基于Hashin失效准则、材料性能退化准则对复合材料失效形式进行判定,以二次名义应力准则对胶层失效进行判定。通过有限元分析软件建立了钛合金-复合材料双钉胶-螺混合连接结构仿真模型并进行了分析,数值模拟与试验结果的一致验证了该钛合金-复合材料双钉胶-螺混合连接结构有限元模型的可行性。其次,分别研究了复合材料的铺层顺序、混合连接结构的宽径比、端径比、孔径比等参数对钛合金-复合材料双钉胶-螺混合连接结构承载能力的影响。研究结果表明:铺层顺序为[45°/0°/-45°/90°]_3s时,混合连接结构的承载能力最好;增加宽径比连接结构的失效载荷会逐渐上升,但是连接强度却逐渐下降;在一定范围内,适当增加端径比或孔径比可以提高连接结构的承载能力,当超过这个范围连接结构的承载能力会下降。最后,通过拉丁超立方法创建代理模型,对混合连接结构进行多参数优化设计,优化结果显示在同时考虑多个混合连接结构参数的情况下,混合连接结构在宽度为28 mm,端距为8.5 mm,孔距为22.5 mm时失效载荷最大。且多参数优化结果明显优于单参数优化结果。