碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比刚度高，耐高温、耐腐蚀、抗疲劳性能好、减震性好、成型工艺简单等优异性能，被广泛应用于航空、能源、船舶、建筑等领域。随着轨道交通领域对更安全、更快捷、更舒适、更环保发展主题的追求，客运车辆车体结构对新材料的需求日益迫切，复合材料与复合结构在轨道交通的应用将成为研究热点。

　　虽然碳纤维复合材料整体成型技术取得了长足发展，但复合材料结构不可避免地要与各种部件相连接，复合材料结构件的失效破坏绝大部分发生在连接部位，因此复合材料连接技术是复合材料应用中最为关键的组成部分。碳纤维复合材料传统的机械连接包括螺栓连接和铆钉连接，碳纤维复合材料机械连接具有结构强度高、便于维修拆卸、抗冲击性能好以及安全可靠等优点。

　　1.螺栓连接

　　复合材料传统螺栓连接的强度主要取决于材料铺层、孔边距、装配方式和紧固件装配方式等，国内外学者针对铺层设计、连接方式、螺栓装配形式以及断裂失效模拟等方面做了大量工作，从而预测连接接头的疲劳载荷与最大失效应力等。研究人员发现金属与复合材料连接时，采用制孔的机械连接可以增加接头内聚力，改善接头的载荷传递，同时可减少接头承受拉伸载荷时的负载变形。

　　螺栓连接结构的薄弱处在于层间剪切强度和孔边挤压强度对于复合材料的损伤，通常±45°和90°铺层提升孔边挤压强度，0°铺层增大孔周纤维截面拉断破坏强度。凸头螺栓较沉头螺栓连接有10%左右的强度提升。螺栓预紧力达到层合板横向压缩强度30%左右有较高的挤压强度。因此，纤维铺层方向的合理设计，接头结构和拧紧力矩的优化提升可以提高连接结构的效率和强度。

　　2.铆钉连接

　　铆钉连接中通常使用铝合金或者钛合金铆钉，具有质量轻、工艺简单、降低钉孔纤维层破坏等特性。传统铆钉连接有抽铆和压铆两种形式。压铆为间隙配合，在外界压力作用下使铆钉挤人板材以形成可靠连接，钉杆变形相对稳定;抽铆常为干涉配合，安装时通过铆接工具抽出芯杆，使铆钉盲端膨胀以连接板材。为保证结构疲劳寿命，铆钉连接多采用孔壁强化的干涉配合。

　　复合材料连接结构在复杂循环载荷下采用铆钉干涉配合连接时，过盈配合将导致孔周纤维有一定的破坏，使局部纤维发生断裂，从而降低孔边的应力集中，阻止裂纹继续扩展，增强结构强度和承载能力。当前铆接技术多从电磁场、温度场及热场等方面研究铆接过程板料与铆钉等的变形及应力分布，通过有限元方法在铆钉变形及性能方面取得较大进步，并在手持设备新技术上取得丰硕的成果。