汽车轻量化是实现节能、减排的重要途径之一,而目前实现轻量化最有效的方法就是使用轻质材料代替原有钢材。碳纤维增强树脂基复合材料作为最具潜力的减重材料之一,不仅有优异的比强度和比刚度,而且承载和吸能性能好,减重的同时还能起到增强的作用。此外,碳纤维是非金属材料,耐腐蚀和抗老化性能突出,使用寿命长。但是由于碳纤维材料制造成本高,价格昂贵,它通常会与低成本、高塑性的铝合金搭配使用。然而两者材料之间物化属性差异巨大,目前所用的焊接工艺无法实现直接连接。电磁铆接技术具有铆接速度快、铆接力大、铆钉变形稳定、对复合材料损伤小等特点,可实现碳纤维与金属材料的可靠连接。本文以T300碳纤维和5182铝合金为研究对象,首先根据电磁铆接原理,搭建了电磁铆接平台,对不同工艺参数下电磁铆接接头的性能进行了研究;其次,采用有限元的方法分析了电磁铆接过程中铆钉的塑性变形、板料翘曲、碳纤维损伤和接头应力集中现象等;最后,对该接头在不同工况下的服役性能（疲劳,动态和耐腐蚀性能）进行了全面探究。本文主要的研究工作和成果如下:（1）揭示了电磁铆接工艺参数与镦头变形、微观组织和接头力学性能之间的关系。首先通过大量工艺试验得到了符合国家标准的镦头尺寸,定义了关于镦头尺寸的无量纲化参数（D/D0）,使研究成果具有更广的适用性,随后对镦头尺寸合格的接头进行了干涉量测量、微观观察和力学性能测试,得到了最适合碳纤维-铝合金结构的工艺参数,并揭示了不同工艺参数下接头的失效机制。（2）构建了碳纤维三维损伤模型,通过冲头速度和铆钉变形程度（镦头尺寸和干涉量）验证了电磁铆接有限元模型的准确性。基于该有限元模型,揭示了电磁铆接过程中铆钉的塑性变形以及板料翘曲规律,分析了电磁铆接过程中碳纤维材料的损伤机制和铆接后的接头应力集中现象,可为后续服役性能分析提供指导。（3）建立了碳纤维-铝合金电磁铆接接头的疲劳失效模型。先通过疲劳试验,得到了接头的疲劳失效数据,再利用二参数威布尔分布模型,对疲劳数据进行拟合,得到了高安全系数下的接头S-N曲线,可预测不同应力水平下接头的疲劳寿命,为电磁铆接技术的使用提供设计标准。并通过迟滞回线和疲劳断口分析,揭示了电磁铆接接头的疲劳失效机制。（4）揭示了碳纤维-铝合金电磁铆接接头动态失效机制。先利用全场应变分析和失效断口观察,获取了不同碳纤维板厚的接头在高速载荷过程中板料的变形行为和接头失效模式。再通过多种拉伸速度测试,揭示了电磁铆接接头在不同加载速率下的力学响应和失效机制,建立了接头最大剪切载荷的解析模型,对接头在高速加载下的失效载荷进行预测。（5）揭示了碳纤维-铝合金电磁铆接接头在恶劣环境中的腐蚀特性及受腐蚀后接头强度的退化规律,建立了接头的腐蚀失效模型。先对接头中各个部件进行了电化学测试,得到各个部件的电化学性能及相互间的腐蚀机制。并对接头进行了盐雾加速腐蚀,揭示了接头在盐雾腐蚀环境下的微观组织演化规律和力学性能退化规律。对腐蚀后疲劳断口进行观察,分析了接头发生疲劳断裂的机理。