粘结界面是复合材料的重要构成要素，其在很大程度上决定着复合材料的总体力学性能。重要工程中应用的众多新型材料均是通过粘结界面的设计来调配其总体力学性能的。因此对材料粘结界面行为的研究一直是科学界和工程界关注的热点问题。本文以金属粘结界面为研究对象，系统地开展了界面层裂破坏机理研究，主要针对界面损伤失效机制、粘结层尺度效应、粘结界面应力奇异性以及粘结界面缺陷影响规律等问题开展了系统的理论及数值模拟和实验研究。主要研究工作及取得的成果如下:　　 (1)研究了金属粘结界面性能对粘结体系的总体强度的影响规律，重点研究了界面断裂参数和粘结体系几何参数的影响。研究表明界面断裂能和粘结长度对粘结体系的总体承载能力有重要影响，粘结界面的破坏临界条件可以通过体系位移、界面相对滑移和旋转角度三个方面的临界值来判定。针对实际粘结界面的方向依赖性，提炼出分离强度混合律和能量混合律两个重要参数并获得了其影响规律，结果表明两者均对金属粘结体系的总体强度有重要影响，其中切向应力分量对于粘结层损伤起始和演化过程有至关重要的影响，这一影响同时还以粘结层长度的不同而表现出差异性。　　 (2)从理论及数值模拟和实验诸方面研究了粘结层厚度对粘结体系力学性能的影响。发展了一种考虑厚度改变的表征内聚参数变化规律的新方法，进而建立了数值模型以模拟粘结体系的粘结层厚度的影响。此外，研究了胶黏剂韧性和强化能力等胶黏剂固有性质对内聚参数及总体强度与粘结层厚度的影响规律。结果表明无论是内聚参数还是粘结体系的总体强度都受到来自粘结层厚度的影响，而且表现出如下的特点:当粘结层厚度改变时，弱强化胶黏剂对应的粘结体系的总体强度的变化比高强化的胶黏剂对应的情况要剧烈，对于脆性胶黏剂，当厚度处于较小范围的时候，这种现象表现的尤为明显。在粘结层厚度依赖性的实验研究中，考虑高、低两种韧性胶黏剂的情况，在实现对其韧性评估的基础上，进一步考察粘结层厚度对粘结试样总体强度的影响，分别得到不同胶黏剂条件下粘结试样的总体强度与厚度的关系。实验研究结果表明，随着粘结层厚度的增大，所有类型的胶黏剂对应的粘结试样的总体强度都有下降的趋势，且下降速度受到胶黏剂的韧性比的显著影响，其特点与模型预测较为吻合。　　 (3)考虑了金属粘结体系在加载条件下的界面应力分布演化情况和端部应力奇异性的变化情况。研究了粘结层端部应力奇异性在加载条件下的变化。结果表明，随着载荷增加，粘结层端部的应力值会发生明显变化，与之对应的损伤情况也逐渐加剧，在损伤起始时刻和完全损伤时刻，粘结层中的应力分布呈现完全不同的两种形态。完整粘结层和含预置裂纹的端部剪应力奇异性都逐渐减弱，应力峰值从端部逐渐向中间传播，剪应力分布逐渐发展为中间高、两端低的特征。通过对向内传播的应力奇异区的应力进行拟合，发现其应力强度因子表现出逐渐上升的趋势，而应力奇异性指数表现出逐渐下降的趋势。　　 (4)研究了含不同界面缺陷的粘结体系的强度及破坏过程。考虑了局部脱粘、弱粘接和空穴三种形式的缺陷，前两种是通过一种用户自定义子程序改进的内聚单元来实现，考虑了缺陷尺寸和位置分布的影响。利用GTN孔洞损伤模型模拟含空穴的粘结层，研究了空穴尺寸对总体强度的影响。结果表明，粘结体系的总体强度随着各种界面缺陷尺寸的增大而降低。其中，对于局部脱粘形式的缺陷，缺陷位置分布对于体系总体强度的影响相对较小;而对于弱粘接形式的缺陷，弱粘结层区的粘结参数和尺寸对于体系强度共同产生影响，当缺陷尺寸较大时，弱粘结层区粘结参数的变化对于体系总体强度的影响更为显著。