粘接连接因具有低应力集中和工艺简单等优点,在汽车车身材料连接中得到广泛应用。然而,粘接层脆性大、剥离强度低的弱点限制了其在结构件中的使用部位。近年来,汽车制造等领域对粘接结构件的承载强度和疲劳寿命提出了更高要求,通过在普通粘接剂中加入颗粒弥散相进行粘接剂的改性增强,成为提升粘接结构件力学综合性能的一种简洁、有效且经济的技术途径。本文选用氧化铝微米颗粒对DP460环氧树脂粘接剂进行增强,结合试验研究与仿真分析,探究粘接层结构参数（粘接层厚度、颗粒体积分数和颗粒粒径）对颗粒增强粘接接头力学性能的影响规律。主要研究内容和结论包括:制备颗粒增强粘接剂的双悬臂梁（DCB）试件,进行单因素I型加载试验,获得试件的I型断裂能,探究粘接层结构参数（粘接层厚度、颗粒体积分数和颗粒粒径）对颗粒增强粘接层I型断裂能的影响。结果表明:颗粒的存在对试件I型断裂能有较大的提高,试件I型断裂能随着粘接层结构参数的增加而先增大后减小。基于响应面法,以粘接层结构参数作为试验因素,开展颗粒增强粘接接头的工艺试验研究,建立接头力学性能指标的回归模型,并进行粘接工艺参数的优化。结果表明:颗粒体积分数对接头的失效载荷和能量吸收值影响最显著,最终确定最优的粘接层结构参数为:胶层厚度为0.53 mm,颗粒粒径为61.40μm,颗粒体积分数4.34%。对应试验的失效载荷和能量吸收值值分别为16141 N和43.03 J,回归模型预测值与试验值的误差依次为5.54%和2.25%,验证了回归模型的可靠性。基于DCB试验所得到的粘接层断裂力学性能参数,建立颗粒增强粘接接头的三维代表性体积单元（RVE）结构力学有限元模型,分析接头的断裂失效特征。结果表明:接头RVE模型力学性能的仿真结果与试验结果的变化趋势相同。结合接头的断口分析可知,在受载过程中,颗粒会发生脱粘与孔洞生长,吸收拉伸变形产生的应变能;同时,颗粒的存在促使裂纹围绕着颗粒进行拓展,增加了裂纹长度,提高了粘接层的失效断裂能,进而提升了接头的力学性能。