纤维金属层板作为一种混杂型复合材料具有高比强度,高比刚度和优异的抗疲劳特性,克服了纤维增强树脂基复合材料韧性不足容易发生脆性破坏的缺点,是优良的航空级复合材料。虽然纤维金属层板优势众多,但是实际应用中如何将纤维金属层板或者复合材料零部件组装成一个整体,同时又要保证结构可靠性一直是制约其广泛应用的瓶颈问题。近年来,针对纤维金属层板等复合材料的研究成为了热点,但是对其连接结构的研究仍然存在一些不足,例如,在纤维金属层板胶/螺混合连接结构装配过程中,具有不确定性的连接参数对结构力学性能的影响,以及混合连接结构中胶层与紧固件之间相互作用机理尚不明确;不同构型的纤维金属层板连接结构中各组分材料的损伤起始和演化规律仍是实验探究的难点;当纤维金属层板连接结构在高应变率作用下的力学和损伤演化规律以及吸能特性的研究较少,但将其作为一种拉伸吸能器,应用前景广泛;纤维金属层板连接结构在不同温度环境下的力学响应规律和长期服役过程中的力学响应机制还有待进一步探讨。基于此,本文对纤维金属层板连接结构在制备和服役过程中所面临的上述几类关键问题进行了系统的研究。首先,本文建立了新型纤维金属层板胶/螺混合连接结构的双弹簧模型,探究了胶/螺混合连接结构在变形初始阶段影响结构刚度变化主要因素,以及胶层和紧固件的相互作用机理。同时利用该模型进行蒙特卡洛抽样和敏感性计算,获得这些不确定性参数对结构刚度,螺栓承载力,胶层承载力和初始胶层失效时的断裂位移影响的敏感性程度。结果表明,螺栓孔间隙,胶层刚度和结构几何尺寸三个因素主要影响了连接结构的初始刚度,且为三个较为敏感的影响参数,所以在结构制备过程中需要严格控制好这几个参数的精度。接着,本文在单孔螺栓连接结构的弹簧模型中引入并联的粘弹性单元,建立了单孔螺栓连接结构的粘弹性本构模型,该模型很好地描述了连接结构在不同环境温度下结构承载能力和结构刚度的变化情况。根据实验结果,并结合时温等效原理预测了纤维金属层板螺栓连接结构在常温环境下长期服役时的力学响应和刚度变化情况,结果表明了该结构在室温环境中,结构的刚度在结构受到长期外载荷作用下也会发生明显的下降。该部分的研究内容也为探究实际工况下纤维金属层板的性能表现提供参考。然后,为了研究几何尺寸对纤维金属层板螺栓连接结构破坏模式以及损伤起始演化过程的影响,本文通过声发射原位损伤探测技术,对实验过程中损伤释放出的能量信号进行采集分类。根据各个类型信号的累积能量分布情况来描述结构中不同损伤模式的起始和演化规律。结果表明,挤压破坏主导的结构承载能力最强,内部主要发生的是基体、金属的挤压破坏和金属树脂间的分层损伤;剪切破坏主导的结构主要发生基体和金属的剪切破坏以及大多数纤维的拔出,极限承载能力较低;而在拉伸破坏主导的结构中,纤维和金属的脆性断裂均发生在极限载荷处,且结构强度不高,所以这种结构形式工业应用中并不可取。最后,在可利用缓冲吸能的空间有限的结构中,无法设置大型能量吸收装置,这就催生了复合材料拉伸吸能器这一新概念的提出。基于此,本文对单孔纤维金属层板的螺栓连接结构,胶/螺混合连接结构和销钉连接结构进行了不同加载速率下的拉伸实验。主要探究了加载速率,胶层以及纤维铺层方式对结构损伤模式和冲击吸能效率的影响。结果表明,随着加载速率从1m/s再到3m/s,以及胶层的引入,连接结构的损伤模式从挤压剪切破坏转化为脆性拉伸断裂。在单孔纤维金属层板销钉连接结构中,0°/90°正交铺层的方式为纤维金属层板内部纤维的最优铺层方式,这种结构能够在保证足够的静强度的同时,又具有优异的能量吸收效率。