随着钢结构事业的蓬勃发展,金属蒙皮结构得到了广泛的应用,其结构形式也日趋多样化。金属蒙皮通过连接件与主结构相连,依靠蒙皮板平面内的刚度而发挥“蒙皮效应”的作用,同时,蒙皮板件平面内受力的状态又导致了蒙皮连接件以承受剪力为主,因此,本文在总结前人研究工作的基础上,对金属蒙皮连接的抗剪性能进行了分析研究。蒙皮连接的种类较多,本文通过比选,最终将自攻螺钉连接和电阻点焊连接这两种连接类型作为研究对象进行有限元分析,所做的主要工作如下:1.对连接进行三维实体建模,对于自攻螺钉连接的抗剪分析,在计算时考虑了材料非线性及接触非线性的影响;而对于电阻点焊连接,首先是对模型进行温度场的分析,得出残余应力的分布,而后再对连接进行抗剪性能的分析,并且不能忽略材料非线性及接触非线性的影响。2.通过对大量的模型算例的计算、分析和研究,得出了两种类型各自的破坏机理。对于自攻螺钉连接,分为:①薄板板孔受挤压被拉长,板件间错动较大(多见于薄厚连接)②螺钉歪斜,板件起翘,板件孔边压坏(多见于薄薄连接)③螺钉歪斜明显,板件起翘严重,螺纹破坏螺钉被拔出(多见于厚厚连接);对于电阻点焊连接,分为:①薄板撕裂撕脱,但模型未见明显位移和变形(主要发生在薄厚连接时)②钢板弯曲破坏、焊核周围拉剪破坏,模型变形位移均相当严重(主要发生在薄薄连接)③焊核剪坏并伴有焊核后缘皱屈,模型位移比较明显(主要发生在厚厚连接)。并对于每种破坏模式都给出了相应的分析、解释。3.根据两种连接类型,得出不同板厚、不同直径下的荷载—位移(P—Δ)曲线。曲线表明,大部分的连接模型都呈现延性破坏,连接的强度和刚度都随板件的厚度以及连接件直径的增加而增大。4.本文根据连接的强度和刚度随板厚和直径的变化关系曲线,在对曲线进行观察、分析和考察原有经验公式形式的基础上,运用最小二乘法,对连接强度和刚度的计算公式进行拟合,最终给出了具有95%保证率的计算公式,可以直接用于工程设计中;而且,公式对于等厚连接与不等厚连接均采取同一形式,更加体现了公式的连续性和合理性。本文分别对于两种连接类型——自攻螺钉连接和电阻点焊连接,拟合出强度、刚度的计算公式共计5个。通过将本文拟合连接强度、刚度公式的计算值与相关的试验数据和国外标准进行比较发现,本文给出的公式比与国外标准的更接近试验值,而且能够反映若干国外设计标准不能反映的规律。