碳纤维复合材料凭借其高比强度、高比刚度、可设计性强等优异的力学性能,被广泛应用于飞机制造。目前飞机复合材料构件之间的主要连接装配形式为螺栓连接,而由于成型工艺与加工技术等的制约,复合材料构件容易产生翘曲变形,在装配过程中会导致装配间隙的产生,在构件内应力的作用下诱发二次损伤。二次损伤会严重影响复合材料连接装配构件的力学性能与可靠性,甚至导致飞机在服役期间发生破坏。针对上述问题,本文开展了预制装配间隙以及液体垫片填隙补偿的碳纤维复合材料螺栓连接件的试验研究和有限元仿真分析,从试验测试与数值计算两个方面探讨了装配间隙引发的二次损伤对于复合材料连接装配构件性能的影响规律,对比分析不同填隙填隙补偿策略对于二次损伤的抑制效果,以期为实现碳纤维复合材料构件的高质量连接装配提供理论参考。本文的主要工作如下:(1)将渐进损伤分析方法与内聚力模型相结合,将改进的Hashin损伤判定准则以及连续损伤性能退化方案编入外接子程序。基于ABAQUS建立了碳纤维复合材料层合板的拉伸、压缩以及三点弯曲有限元仿真模型,并开展相关试验验证,数值模拟结果与试验结果有着良好的一致性。(2)开展无间隙、2mm间隙以及4mm间隙的碳纤维复合材料连接装配构件的弯曲性能试验,并建立了相应的有限元模型进行仿真分析,对比分析不同构件的宏观力学性能、微观损伤形貌、连接区域应力分布等的差异。结果表明,装配间隙会导致连接构件力学性能下降,诱发连接孔周边应力集中、孔壁损伤等二次损伤。且装配间隙越大,构件的二次损伤越严重。(3)以液体垫片作为填隙介质,开展了全填隙、中间填隙以及两端填隙的复合材料连接装配构件的弯曲性能试验,并建立了相应的有限元模型进行仿真分析,对连接装配构件的二次损伤情况进行对比研究。结果表明,使用液体垫片进行填隙补偿后,构件力学性能有所上升,其连接区域的应力集中及层合板损伤也得到了抑制,采用液体垫片进行填隙补偿能够有效抑制复合材料连接装配构件的二次损伤。