全球性的原生能源短缺和大气雾霾污染,使各国政府都把节能减排放在了首要位置。目前各工业领域都将结构轻量化作为节能减排的重要手段之一,轻金属板材由此被广泛应用于各类产品制造。由于很多轻金属板材焊接性能不好,因此急需开发轻金属板材连接新技术。近年来迅速发展起来的压印连接技术为此提供了一种新的解决方法。压印连接技术已被广泛应用于汽乍、航空等制造业,但对压印连接的机械性能、失效机理等还缺乏系统深入的研究。本论文以压印连接为研究对象,运用理论解析、数值模拟及试验验证等方法,对不同材质板材压印连接性能、压印接头强度预测、压印模具优化设计、接头强度提高方法等进行研究。首先,基于现有压印接头质量及强度的评价方法,对不同材质、不同厚度、不同模具等工况进行压印连接及拉伸剪切试验。对压印接头的拉伸剪切强度和失效形式进行分析,研究模具几何参数、材料参数及工艺参数对压印接头强度和失效形式的影响。其次,以多种压印接头的拉伸剪切试验为基础,对压印接头强度预测方法进行研究,取得了较好的效果,得出了目前较常用的分瓣模压印接头的求解方法。其中,数值模型与实际尺寸、工况、加载条件一致,并充分考虑接触非线性。理论模型基于弹性力学及金属塑性成形理论而建立,并由模型反求得出压印模具的优化设计程序,由优化模具可生产出满足期望强度的压印连接构件。最后,为提高压印连接技术的工程应用价值,研究了提高压印接头强度的方法。对不同材质、不同结构形式压印接头的理论分析及试验研究结果可知,影响压印接头强度的因素不仅是多方面的、而且是交互作用的。通过进行模具几何参数、材料参数及工艺参数的优化排列可有效提高压印接头强度。