随着汽车产业规模的不断扩大,其所带来的能源消耗和环境污染等问题日益严重。而通过多材料混合使用实现汽车轻量化是解决当前所面临问题的有效途径之一。CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）、铝合金、镁合金以及高强度钢等材料凭借其良好的轻量化效果,在汽车工业中的应用日益广泛。实现不同材料之间的有效连接是多材料汽车结构设计中的关键技术之一。粘接结构能够在不破坏基材的同时提供一定连接强度,在异种材料特别是涉及CFRP的连接中扮演重要角色。胶粘剂及复合材料具有温度敏感性,环境温度的变化会影响其力学性能。同时长期湿热环境可能导致粘接结构发生老化。除了外部环境影响外,车用粘接结构在服役过程中受到交变载荷的作用,容易发生疲劳失效。而且在载荷持续作用下,粘接结构性能会出现一定程度的退化。因此,研究温度、湿度及交变载荷单独或耦合作用对复合材料粘接接头性能的影响,提供有效的粘接结构失效预测方法,具有十分重要的意义。本文基于国家自然科学基金项目“面向新材料车身的粘接结构老化寿命预测方法研究（51775230）”,重点研究温度、湿度和交变载荷三种因素单独及耦合作用下的CFRP/铝合金粘接接头老化规律和失效机理,探究单因素与多因素耦合影响之间内在联系,并解析耦合作用机制。在此基础上,建立了基于胶粘剂化学特性与内聚力模型的复杂应力状态下粘接结构失效预测方法。具体研究内容分为以下六部分:第一、采用环氧树脂胶粘剂Araldite?2015制作了CFRP/铝合金对接粘接接头。结合接头准静态拉伸强度测试以及CLSM（Confocal Laser Scanning Microscope,激光扫描共聚焦显微镜）、SEM（Scanning Electron Microscope,扫描电镜）分析,研究CFRP表面粗糙度对粘接接头强度的影响。设计并加工专用试验设备,对粘接接头进行不同加载水平下的交变载荷老化试验,获得粘接接头失效强度变化规律,并结合失效形式分析,探究交变载荷对接头性能的影响机理。第二、在车辆粘接结构服役温度区间（-4080°C）内选择五个温度测点,进行不同环境温度下的粘接接头准静态拉伸测试,研究接头性能随温度的变化规律。在各温度条件下对粘接接头进行老化试验,并结合胶粘剂及CFRP的FTIR（Fourier Transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱）、DSC（Differential Scanning Calorimeter,差示扫描量热）测试,分析接头温度老化机理。测试各温度点与交变载荷耦合作用后的粘接接头性能,并进行失效形式分析,研究耦合老化规律。采用直观、方差分析方法研究耦合工况中温度、交变载荷影响规律及程度。第三、对CFRP/铝合金粘接接头分别进行温度循环、高温高湿和湿热循环三种工况下的加速老化试验,结合CFRP、胶粘剂的FTIR和DSC测试,以及失效形式分析,研究湿热环境对接头性能的影响机理。在环境老化工况中引入交变载荷作用,分别测试三种环境与交变载荷耦合老化后的接头失效强度,并进行失效形式分析,探究耦合工况下的接头老化规律与失效机理。采用方差分析,研究耦合老化中环境及交变载荷对接头性能的作用机制。第四、围绕环境温度、湿度对粘接接头疲劳性能的影响,分别对CFRP/铝合金粘接接头进行不同温度,以及湿热老化不同时间的准静态拉伸及疲劳试验。通过分析不同温度,以及湿热老化不同时间接头疲劳性能变化规律,分别建立了应力-温度-断裂循环次数,以及应力-老化时间-断裂循环次数关系函数,研究环境对接头疲劳特性影响规律,为不同温度/湿热老化不同时间的粘接接头疲劳性能预测提供参考。第五、进行CFRP/铝合金对接、剪切粘接接头湿热老化试验和胶粘剂FTIR测试,获得接头失效强度以及胶粘剂官能团吸光度随老化时间的变化规律曲线。通过相关性分析及曲线基本变换,建立各特征官能团与接头失效强度之间的量化关系。对各特征官能团吸光度数据进行权重组合,建立基于胶粘剂化学特性的老化后粘接接头失效强度预测方法。最后引入交变载荷影响,探讨一种适用于湿热环境与交变载荷耦合老化作用下粘接接头失效强度预测方法。第六、建立基于双线性牵引力-位移法则的粘接接头内聚力仿真模型,根据单一应力状态下的粘接接头失效强度预测函数确定退化因子,对内聚力参数进行修正,实现老化后的单搭接接头性能预测,从而建立基于胶粘剂化学特性及内聚力模型的复杂应力状态粘接接头失效预测方法。通过粘接接头Arcan试验建立老化前后的初始失效准则,并编写VUMAT子程序,将失效预测流程嵌入有限元分析软件,实现粘接接头失效过程的自动计算,对比不同初始失效准则对预测结果的影响。