近年来,随着汽车轻量化技术的发展,汽车所用材料向轻质金属材料、复合材料等多元化方向发展,达到了轻量化效果的同时,也带来异种材料连接问题。粘接作为一种新结构连接技术,能够很好地实现不同材料之间的连接,得到工程师的广泛关注,并且粘接连接工艺还具有缓解应力集中,提高密封性和抗疲劳性能等优点。以往汽车用粘胶剂以密封、减震和结构补强为主,而在半承载零部件或承载零部件连接上应用较少,其主要原因在于粘接接头的强度性能受到众多因素影响,缺少可靠的预测方法及全面系统的研究认识。因此迫切需要对粘接接头静强度力学性能进行研究,探讨内在规律,提出有效的预测方法,以指导和促进结构胶粘接技术在汽车中应用。本文通过试验,仿真和理论建模等手段,开展车用结构胶粘接接头静强度力学性能研究,主要工作内容和结论如下:1.对粘胶连接的机理进行分析、确立粘接接头制作的基本工艺流程、讨论影响结构胶连接的主要因素,并归纳总结了粘接接头的基本类型、受力形式及失效模式,为后文的粘接接头试验制作和分析提供了理论依据,同时也为科学地研究粘接接头内在因素的和强度奠定基础。2.以汽车中常见的两种接头——单搭接接头和T型粘接接头为基础,结合不同的粘胶剂、被粘物以及布胶方式进行粘接接头拉伸试验,从胶层承载形式,被粘物性能,失效形式,粘胶剂性能,混合布胶方式等角度分析试验结果。结果表明:胶层承载剥离应力的能力远弱于承受剪切应力的能力;柔性胶的连接性能优异于脆性胶;同时,T型粘接接头端部胶层状况对接头承载能力至关重要,优化端部胶层的受力形式,接头强度将有大幅提升。3.借助于内聚力模型模拟胶层,建立粘接接头二维有限元模型,并通过试验结果验证其有效性,研究表明:基于内聚力理论模型能够准确地拟合理想或较为理想失效形式的接头拉伸破坏过程。通过损伤变量顺利实现不同粘胶剂和被粘物对接头强度的影响和接头失效过程分析。建立考虑被粘物剪切变形且适用于平衡或非平衡、多种胶多段布置形式的单搭接胶层Mises应力解析模型,并通过Mises屈服准则,验证解析模型预测接头强度的有效性,探讨其预测范围,研究表明:解析模型能够准确求解粘胶接头胶层Mises应力分布情况,同时,基于解析模型的强度预测模型能够实现不同搭接长度,被粘物厚度、粘胶剂类型、被粘物种类的粘接强度保守预测,但不适用于不同胶层厚度的粘接接头强度预测。4.结合试验设计、回归分析等方法,探讨各因素对粘接接头性能的影响程度,建立多因素影响的粘接接头强度和质量预测模型,最后进行接头强度-质量多目标优化设计。研究表明:搭接长度是影响单搭接接头强度的最重要因素,被粘物厚度是影响接头质量的最主要因素;基于正交试验的代理模型方法能够为考虑多因素的粘接接头强度预测提供有效的方法;基于遗传算法的多目标优化设计方法为工程中多因素接头优化设计提供可行方案。