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采用有限元仿真的方法分析了连接孔垂直度误差对连接区层间应力的影响规律，基于层间失效准则对垂直度误差影响接力学性能进行了预测并试验验证。结果表明：垂直度误差影响螺栓与连接件之间的接触关系，造成连接区应力分布不均匀；螺栓在带有垂直度误差的连接孔中预紧时会发生位姿调整，其中以螺栓杆挤压孔壁为主；层间剪应力随垂直度误差的增加而增大，是造成分层失效的主要原因；适当提高螺栓预紧力有利于缓解垂直度误差带来的不良影响。