自冲铆接是汽车轻量化过程中出现的一种高效、经济的材料连接方法。作为电阻点焊的优良替代工艺之一，自冲铆接可用于同种或异种材料的连接，已成为白车身制造的关键技术。在对异种材料自冲铆接头进行耐久性评定时，由于缺乏系统、有针对性的理论及试验研究工作，业界只能沿用以往在电阻点焊接头耐久性研究方面累积的方法。为满足现代白车身虚拟设计和抗疲劳安全性设计的需求，对其中有代表性的钢铝自冲铆接头进行系统的耐久性研究势在必行。　　本文以AA6111T4铝合金和HSLA340高强度钢组成的钢铝自冲铆接头为研究对象，对其成型仿真技术、疲劳失效机制及疲劳寿命预估方法开展系统的研究，主要研究内容如下：　　针对钢铝自冲铆接工艺过程开展数值模拟仿真研究，建立了综合考虑铆钉穿刺、机械回弹和冷却回弹的铆接仿真模型；在仿真中，采用了最大剪切应变准则来模拟铆钉穿刺板材的过程，考虑了材料在成型中的温度变化和应变率的影响；论文还首次采用中子衍射分析技术对自冲铆接头近铆孔区域的残余应力分布进行了测量。　　论文通过对钢铝自冲铆接头进行准静态拉伸试验，研究了不同厚度钢/铝异材组合的TS/CP试件的静载失效模式，分析了自锁量、钢/铝板材厚度对自冲铆接头静强度的影响。　　论文通过对钢铝自冲铆接头进行疲劳试验，系统地研究了试件类型、钢/铝板材厚度和循环载荷比等对接头寿命的影响。试验研究表明，钢/铝板自冲铆CP接头的疲劳寿命远低于TS接头，同类接头的疲劳寿命主要由薄板决定，增加铝材和钢材的厚度可提高接头的疲劳寿命，而高循环载荷比（R=0.5）将对接头的疲劳寿命产生不利影响。　　论文通过对钢铝自冲铆接头进行疲劳的中止检查试验和断口分析，对接头疲劳模式进行了研究，对接头裂纹萌生及扩展在接头全寿命中的比例进行了研究。研究表明，TS接头的主要疲劳破坏模式为铝材眉状裂纹破坏；CP接头的主要疲劳破坏模式为铝板铆钉孔边的穿孔开裂破坏。通过对两类自冲铆接头疲劳失效三阶段，即：裂纹萌生，裂纹扩展和失稳破坏进行了深入细致分析，发现两类接头裂纹扩展寿命占总寿命的比例均超过了75％，而微动磨损是加速疲劳裂纹萌生的重要原因之一；本文还采用三维弹塑性有限元计算结合局部应力应变法，对接头疲劳裂纹危险区进行了预测。　　为研究TS、CP两类接头疲劳裂纹的扩展寿命，本文针对两类接头的疲劳裂纹，构造了基于结构载荷的裂尖应力强度因子列式和边界修正函数式；通过有限元对多个组合模型的计算，获得了各边界修正函数式中的待定参数；本文还采用传递矩阵法推导得出了异材连接的TS和CP试件在局部结构载荷的解析解。在上述工作基础上，论文提出了一种基于结构载荷和裂纹扩展的钢铝自冲铆接头疲劳寿命预估模型。该模型以本文提出的裂尖应力强度因子列式和接头节点传递载荷解析式为基础，结合Paris公式，并进一步引入了等效应力强度因子列式以考虑接头局部几何形状、残余应力和接触条件对疲劳寿命的影响。论文最终建立了通用性好、具有良好精度的钢铝自冲铆接头疲劳寿命估算方法。