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目前,越来越多的船舶采用铝合金上层建筑,传统的船舶结构中,铝合金和钢之间的连接方式是铆接和螺栓连接,而采用钢-铝接头,具有改善施工条件、降低劳动强度以及改善连接部位的水密性和耐蚀性等优点。钢-铝接头作为船舶重要结构之一,其结合界面强度受到船舶设计和使用单位的普遍关注。基于损伤力学理论的内聚力模型,在处理复合材料界面问题上具有强大的优势,因此,本文基于内聚力模型开展钢-铝接头结合界面强度的研究。然而,目前无成熟的循环内聚力模型理论和数值模拟技术,且采用内聚力模型研究钢-铝接头结合界面的甚少。为进一步提高内聚力模型的工程应用性,以及为钢-铝接头的制备提供指导依据、为钢-铝接头在使用过程中的安全状态提供评估方法,本文开展了内聚力模型理论研究,进行了单调内聚力模型和循环内聚力模型UMAT子程序的开发,并验证了子程序的准确性,基于子程序对钢-铝接头结合界面的强度进行了研究。首先,对单调内聚力模型进行了介绍,并通过双线性内聚力模型阐明了复合型断裂模式下内聚力模型的本构关系。阐述在单调内聚力模型的基础上构建循环内聚力模型的原理,并说明基于ABAQUS编制内聚力模型UMAT子程序的核心内容。其次,分别从纯法向、纯切向以及混合模式三方面通过单胞模型对单调内聚力模型UMAT子程序的准确性进行了验证。采用单调内聚力模型模拟了双悬臂梁试件的I型裂纹、端边切口弯曲试件的II型裂纹以及混合模式弯曲试件的I、II复合型裂纹。然后,分别研究了载荷幅值、载荷频率、载荷比、载荷循环次数以及疲劳损伤模型参数对循环内聚力模型的影响。接着,对小梁疲劳试件、劈裂疲劳试件、端边切口四点弯曲试件和复合型开裂试件进行了模拟,验证了循环内聚力模型对裂纹扩展寿命预测的准确性。最后,研究了钢-铝接头结合界面数值模拟的前后处理技术,包括波形界面的建立、零厚度内聚力单元的自动生成以及界面裂纹扩展长度的获取。研究了不同形状的波形界面以及界面上下材料的模量对钢-铝接头结合界面静强度和疲劳强度的影响。