汽车车身的轻量化是汽车制造业中的研究热点问题之一。实现汽车车身轻量化的其中一个方法是在车身连接材料中引入比强度较高的新材料,如铝合金、高强钢等。然而,传统点焊技术已经不适用于一些新材料之间的连接。如钢和铝合金的异种材料连接,需要探索新型高效的连接方法。本文针对半空心自冲铆接以及无铆钉冲压连接方法对同种材料接头和异种材料接头展开研究,探讨影响自冲铆接接头承载能力的关键因素,建立预测半空心自冲铆接接头和冲压连接接头承载能力的数值模型,期望能为机械连接方法在汽车车身制造中的应用奠定基础。　　 本研究采用数值模拟与试验测试相结合的方法分析半空心自冲铆接接头的承载能力及破坏模式。首先,对厚度为0.7 mm低碳钢+0.7 mm低碳钢同种材料半空心自冲铆接接头以及厚度为0.7 mm低碳钢+2 mm铝合金6061异种材料半空心自冲铆接接头建立有限元模型,考虑板材之间的接触条件,对接头的剪切拉伸过程进行有限元模拟分析。分析结果表明,钢.钢同种材料自冲铆接接头与钢-铝异种材料自冲铆接接头遵循不同的破坏模式:钢-钢自冲铆接接头发生的是铆钉脱出失效;钢-铝自冲铆接接头失效发生在母材钢板上。采用试验方法验证有限元模型,研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,建立的有限元模型可用于预测自冲铆接接头的承载能力和破坏模式。　　 针对另一种常用的机械连接方法——无铆钉冲压连接技术,采用有限元方法分析该种连接方法的成形过程以及板材厚度为0.7 mm+0.7 mm低碳钢和板材厚度为1 mm+1 mm低碳钢同种材料冲压连接接头的拉剪破坏过程,并通过试验进行验证。研究结果表明:对于冲压连接成形过程,有限元模拟结果与试验结果基本吻合,故可以通过有限元方法对冲压连接模具的参数设计进行指导,在接头制造过程中,控制和提高接头的承载能力;冲压连接接头拉剪破坏过程的有限元模拟结果表明,以上两种接头均发生板材的剥离失效,有限元模拟结果与试验结果具有较好的一致性。　　 在以上数值模型的基础上,研究了搭接宽度、母材厚度、母材强度以及连接点间距等接头设计参数对机械连接接头承载能力的影响规律。研究结果表明:增大搭接宽度、母材厚度,减小连接点间距以及使用强度更高的母材都能在一定程度上提高自冲铆接接头的承载能力。此外,还通过对比半空心自冲铆接、无铆钉冲压连接、电阻点焊接头的抗拉剪载荷,探讨了通过改变连接点间距进行不同连接接头之间的替代方法。