随着轻量化技术的快速发展,异质金属无铆塑性连接件越来越多应用于汽车制造、航空航天及家电制造领域。钢-铝混合车身的结构也越来越多应用于汽车设计与制造中,其中钢-铝连接件具有质量轻、连接强度高等特点。然而传统连接技术易产生热影响和损伤材料本身,从而制约了钢-铝混合车身结构的应用与发展。无铆塑性连接成形工艺是一种新型的冷挤压无损连接技术,它是基于对连接处的快速冲压和模具配合所提出的。采用微小的冲头,与模具相互配合,使得板材连接处产生轴向互锁,实现薄板的无损连接。为了实现性能差异较大的异质材料无铆塑性连接,本文针对6061-T6铝合金和HC340/590DP双相高强钢的连接问题,开发无铆塑性连接装置和模具,并通过试验和有限元模拟分析了钢-铝无铆塑性连接的成形规律以及连接质量。通过对异质薄板无铆塑性连接工艺原理和接头成形过程的介绍,分析了无铆塑性连接过程中的挤压成形机理。设计无铆塑性连接试验,并对不同无铆塑性接头的质量进行了剖面测量研究,选取成形质量最佳的无铆塑性接头,即US2-LA2接头。基于高强钢、铝合金试样的单向拉伸试验结果,获取两种材料的应力-应变关系。建立流动应力模型,并通过AARE值和R值评价了模型的拟合效果。其中表述高强钢材料的Voce模型的拟合效果较好;表述铝合金材料的Swift模型的拟合效果较好。为后续无铆塑性连接数值模拟研究提供基础。利用有限元模拟软件建立上钢下铝无铆塑性接头成形过程的数值模型,数值模拟结果与试验测量对比的误差率低于10%,验证了无铆塑性连接数值模型的有效性。采用数值模拟的方法阐述了无铆塑性接头成形过程中的应力场分布特点。将颈厚值、嵌入值、底厚值作为重要尺寸参数,分析了成形工艺参数、凸模结构参数、凹模结构参数对无铆塑性接头成形质量的影响规律。介绍了无铆塑性接头截面尺寸在保压-卸载阶段的变化规律,其中关键尺寸的变形率低于5%。通过破坏性试验对无铆塑性接头失效形式进行分析,十字拉伸试验和剪切试验获取无铆塑性接头的抗拉剪强度及失效形式。结果表明,US2-LA2接头的连接质量较好,抗剪强度提高了62.35%,抗拉强度提高了125%。通过强度预测模型对无铆塑性接头的强度和失效形式进行预测,并修正了传统抗拉强度预测模型。其中抗剪强度预测误差率低于20%,抗拉强度预测误差率低于10%。初步解决了无铆塑性接头的强度检测需要大量破坏性试验的难题,为深入研究异质薄板无铆塑性接头失效分析奠定了基础。