复合材料因其质量轻、强度高、耐腐蚀、可设计性等优良特性,作为结构件在航空航天领域得到了广泛的应用。复合材料零部件装配通常采用螺栓连接结构,干涉配合与螺栓预紧作为组合装配工艺,能够在不改变连接结构的前提下获得增益作用,从而提高接头效率。然而,复合材料干涉连接结构属于多元异质结构,其内部各组分材料属性本身存在不匹配性,且连接部位破坏了复合材料原有的完整性,使得接头成为整体结构中最薄弱的环节。在服役环境下,复合材料连接结构还持续性地受到振动、冲击等力载荷以及高低温湿热交变环境载荷的作用。力载荷使得连接界面产生微动摩擦与挤压行为,对连接结构造成损伤;环境载荷不仅对复合材料力学性能产生影响,还会改变结构内部接触属性,导致预力松弛;两者的耦合作用使的复合材料干涉连接结构力学响应行为与损伤失效机理更加复杂多变,给连接结构的健康服役来带来安全隐患。本文围绕力热耦合服役环境下的复合材料干涉连接结构松弛演化与失效机理开展研究,采用实验的方法探索了连接结构干涉配合界面湿热摩擦磨损机制,分析了温度影响下干涉连接结构预紧机理与松弛演化规律,探究了力热耦合作用下复合材料单搭接干涉构件的挤压承载性能和损伤失效模式,在此基础上采用数值模拟方法分析了连接结构损伤演化过程。全文主要研究内容与重要结论归纳如下:（1）采用往复式球-平面接触摩擦形式来模拟服役环境下干涉连接结构内钛合金螺栓与复合材料孔壁之间的微动摩擦行为和磨损机制。试验探究了复合材料纤维排布方式、环境温度、螺栓表面处理工艺以及干湿服役环境对干涉界面摩擦系数的影响规律,并对摩擦后的复合材料和钛合金表面形成的磨痕进行了三维形貌表征、细观结构分析和磨屑成分分析,得出了复合材料与钛合金干涉连接界面相互磨损机制与演化规律。结果表明干涉界面的摩擦呈现出明显的各向异性,且主要分为“面内摩擦”和“截面摩擦”两类,后者因复合材料形成“刚刷”状界面而导致摩擦系数远大于前者,二硫化钼涂层能够显著降低摩擦系数和磨损程度,并消除因纤维排布方向不同所带来的影响。与干燥环境相比,水油界面环境通过在复合材料摩擦面上形成透明润滑膜来减小摩擦系数和降低摩擦损伤程度,但“截面摩擦”达到摩擦平衡状态的时间要远大于“面内摩擦”。（2）提出了考虑温度影响作用的复合材料干涉连接结构参数化预紧松弛表征与预测模型。通过复合材料干涉连接结构插钉预紧实验,测量了干涉连接结构插钉与预紧过程螺栓与复合材料的相互作用力,监测并分析了不同温度与干涉量下240小时内螺栓预紧力衰减规律。考虑服役环境下温度对预紧和松弛影响,以线弹性模型描述预紧过程中螺栓与复合材料的即时响应行为,以粘弹性模型表征预紧松弛过程中复合材料延迟响应行为,并由实验数据对模型进行标定,最终以具有直观物理意义的参数模型来反映复合材料干涉连接结构预紧机制与松弛规律。研究结果表明,温度通过增强连接结构内复合材料的粘弹性性能来加速连接结构预紧松弛效应。但即使在温度影响下,干涉配合对减缓复合材料连接结构预紧松弛、维持预紧力稳定仍具有良好的增益作用。（3）对服役温度环境下的复合材料单搭接干涉连接结构挤压响应行为和结构承载性能进行了系统性测试研究。探索了干涉量、预紧力、铺层顺序、环境温度以及其耦合作用对干涉连接结构力学性能的影响,对实验前后连接结构的干涉界面进行了组织损伤细观表征分析,采用数字图像关联技术监测了干涉区域在载荷作用下的应变集中分布规律和次弯曲程度,结合试验后连接件承载面的损伤状态确定了连接结构内复合材料的损伤模式,并分析了复合材料干涉构件承载性能在温度影响下的退化机理与失效规律。研究表明,适当的干涉量具有冷挤压强化的作用,有助于形成紧密的连接挤压界面;连接结构挤压响应曲线可以分为线弹性、非线性和失效三个阶段,预紧力通过引发连接件间的摩擦力来延迟钉孔挤压作用,延长线性响应阶段;连接结构随着温度上升挤压性能逐渐降低,在接近和超过玻璃化转变温度后几乎丧失承载能力,失效模式也由材料压溃转变为铺层屈曲失效。（4）针对力热耦合作用下的复合材料干涉连接结构损伤演化与挤压性能分析难点,建立了一种唯象表征的非线性本构关系和三维连续损伤模型。以Ramberg-Osgood方程模拟复合材料基体带来的剪切非线性,应用改进型的三维损伤准则判断复合材料损伤萌生,考虑温度载荷对复合材料力学性能的影响,采用指数型材料参数退化方式模拟温度和损伤导致的材料性能退化。应用建立的本构和损伤模型对复合材料单搭接干涉连接结构进行挤压行为数值模拟,重点模拟了干涉量、预紧力、铺层顺序、环境温度及其耦合作用对干涉连接结构损伤失效的影响规律。通过模拟结果与实验现象的对比,发现该模型不仅能较好地模拟出连接结构因干涉配合产生的初始孔壁损伤,还能较为准确地预测三种典型复合材料铺层的连接结构位移-载荷响应行为和损伤失效区域及模式。