作为柔性复合材料,帘线/橡胶复合材料具有较高的强度和弹性,在轮胎、橡胶底座等诸多橡胶复合材料制品中得到广泛应用。帘线层的搭接结构是目前橡胶复合材料制品中常见的连接形式,其直接影响安全性能。为此,本文以帘线/橡胶复合材料层的搭接结构作为研究对象,开展其力学行为和失效机理的系统研究。本文采用试验和数值模拟相结合的手段,对帘线/橡胶复合材料搭接结构的力学性能及其损伤演化过程进行研究,获得搭接长度、温度和帘线层间橡胶厚度等因素对搭接结构力学性能的影响规律,揭示帘线/橡胶复合材料搭接结构的失效机制,为帘线/橡胶复合材料搭接结构的设计提供理论指导。首先,针对帘线/橡胶复合材料的基础材料(丁腈橡胶和尼龙帘线)开展了力学性能研究,获得温度对橡胶材料力学性能的影响规律,并采用Yeoh超弹性本构模型表征不同温度下橡胶材料的应力应变关系;采用Marlow模型表征尼龙帘线的应力应变关系,为有限元仿真分析奠定基础。其次,对帘线/橡胶复合材料搭接结构力学行为开展试验研究,考虑了搭接长度、帘线层间橡胶厚度以及环境温度等影响因素对搭接试件力学性能的影响,获得各影响因素对搭接试件刚度、极限载荷以及最小断裂伸长的影响规律,并对帘线/橡胶复合材料搭接结构的失效形貌特征进行讨论,以确定各影响因素对搭接结构失效模式的影响规律。再次,建立了具有实体帘线的搭接仿真模型和具有加强筋的搭接仿真模型,获得了帘线/橡胶复合材料搭接结构受到拉伸载荷时的应力分布状态。将仿真和试验数据进行对比,验证了仿真模型的准确性。基于加强筋模型,分析了材料力学性能对搭接结构力学行为的影响,揭示了材料力学性能对搭接结构刚度特性和层间最大剪切应力的影响规律。最后,采用内聚力模型,建立了帘线/橡胶复合材料搭接结构的损伤失效仿真模型,对搭接结构的失效特性进行仿真研究。通过拉伸剪切试验和T剥离强度试验测试并获得了帘线/橡胶复合材料分层的拉伸剪切强度和剥离强度,采用仿真参数反演的方式,获得了断裂韧性等参数;基于该模型研究了断裂韧性对仿真结果的影响规律,并对不同搭接长度的强度进行了预测,仿真结果与试验结果在趋势上吻合较好。本文的研究成果可为帘线/橡胶复合材料搭接结构的设计提理论依据,具有较高的理论价值和应用价值。